KR102744330B1 - Surface-treated infrared absorbing microparticles, surface-treated infrared absorbing microparticle powder, infrared absorbing microparticle dispersion using the surface-treated infrared absorbing microparticles, infrared absorbing microparticle dispersion, and infrared absorbing substrate - Google Patents
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Abstract
적외선 흡수 미립자의 표면이, 금속 킬레이트 화합물의 가수분해 생성물, 금속 킬레이트 화합물의 가수분해 생성물의 중합물, 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물, 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물의 중합물에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 피복막으로 피복되어 있고, 상기 적외선 흡수 미립자의 결정자 직경이 30㎚ 이상인 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 제공한다.The present invention provides surface-treated infrared absorbing fine particles, wherein the surface of the infrared absorbing fine particles is covered with a coating film including at least one selected from a hydrolysis product of a metal chelate compound, a polymer of a hydrolysis product of a metal chelate compound, a hydrolysis product of a metal cyclic oligomer compound, and a polymer of a hydrolysis product of a metal cyclic oligomer compound, and the infrared absorbing fine particles have a crystallite diameter of 30 nm or more.
Description
본 발명은, 가시광 영역의 광은 투과하고, 적외선 영역의 광은 흡수하는 적외선 흡수 미립자이며, 당해 미립자의 표면을 소정의 피복막으로 피복한 것인 표면 처리 적외선 흡수 미립자, 당해 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 포함하는 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말, 당해 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 사용한 적외선 흡수 미립자 분산액, 적외선 흡수 미립자 분산체, 적외선 흡수 기재 및 그들의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to surface-treated infrared-absorbing fine particles, which are infrared-absorbing fine particles that transmit light in the visible range and absorb light in the infrared range, and whose surfaces are covered with a predetermined coating film; surface-treated infrared-absorbing fine particle powder containing the surface-treated infrared-absorbing fine particles; an infrared-absorbing fine particle dispersion using the surface-treated infrared-absorbing fine particles; an infrared-absorbing fine particle dispersion; an infrared-absorbing substrate; and a method for producing them.
근년, 적외선 흡수체의 수요가 급증하고 있어, 적외선 흡수체에 관한 특허가 많이 제안되고 있다. 이들 제안을 기능적 관점에서 부감하면, 예를 들어 각종 건축물이나 차량의 창재 등의 분야에 있어서, 가시광선을 충분히 받아들이면서 근적외 영역의 광을 차폐하고, 밝기를 유지하면서 실내의 온도 상승을 억제하는 것을 목적으로 한 것, PDP(플라스마 디스플레이 패널)로부터 전방으로 방사되는 적외선이, 무선 전화기나 가전 기기의 리모컨에 오동작을 야기하거나, 전송계 광통신에 악영향을 미치거나 하는 것을 방지하는 것을 목적으로 한 것, 등이 있다.In recent years, the demand for infrared absorbers has been rapidly increasing, and many patents regarding infrared absorbers have been proposed. When considering these proposals from a functional standpoint, for example, in the fields of window materials for various buildings or vehicles, there are those that aim to sufficiently receive visible light while blocking near-infrared light, thereby maintaining brightness and suppressing temperature rise in the room, and those that aim to prevent infrared rays radiating forward from a PDP (plasma display panel) from causing malfunctions in remote controls for cordless phones or home appliances, or from having adverse effects on optical transmission systems.
또한, 차광 부재의 관점에서는, 예를 들어 창재 등에 사용되는 차광 부재로서, 가시광 영역으로부터 근적외선 영역에 흡수 특성이 있는 카본 블랙, 티타늄블랙 등의 무기 안료, 및 가시광 영역에만 강한 흡수 특성이 있는 아닐린 블랙 등의 유기 안료 등을 포함하는 흑색계 안료를 함유하는 차광 필름, 알루미늄 등의 금속을 증착한 하프 미러 타입의 차광 부재가 제안되어 있다.In addition, from the viewpoint of a light-shielding member, for example, a light-shielding member used in window materials, etc., has been proposed, which includes a light-shielding film containing a black pigment including an inorganic pigment such as carbon black or titanium black having absorption characteristics from the visible light range to the near-infrared range, and an organic pigment such as aniline black having strong absorption characteristics only in the visible light range, and a half-mirror type light-shielding member deposited with a metal such as aluminum.
예를 들어, 특허문헌 1에서는, 투명한 유리 기판 상에 기판측으로부터 제1 층으로서 주기율표의 IIIa족, IVa족, Vb족, VIb족 및 VIIb족으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 금속 이온을 함유하는 복합 산화텅스텐막을 마련하고, 당해 제1 층 상에 제2 층으로서 투명 유전체막을 마련하고, 당해 제2 층 상에 제3 층으로서 주기율표의 IIIa족, IVa족, Vb족, VIb족 및 VIIb족으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 금속 이온을 함유하는 복합 산화텅스텐막을 마련하고, 또한 상기 제2 층의 투명 유전체막의 굴절률을 상기 제1 층 및 상기 제3 층의 복합 산화텅스텐막의 굴절률보다 낮게 함으로써, 높은 가시광 투과율 및 양호한 적외선 차단 성능이 요구되는 부위에 적합하게 사용할 수 있는 적외선 차단 유리가 제안되어 있다.For example, in Patent Document 1, a composite tungsten oxide film containing at least one metal ion selected from the group consisting of groups IIIa, IVa, Vb, VIb, and VIIb of the periodic table is provided as a first layer from the substrate side on a transparent glass substrate, a transparent dielectric film is provided as a second layer on the first layer, and a composite tungsten oxide film containing at least one metal ion selected from the group consisting of groups IIIa, IVa, Vb, VIb, and VIIb of the periodic table is provided as a third layer on the second layer, and further, the refractive index of the transparent dielectric film of the second layer is made lower than the refractive indices of the composite tungsten oxide films of the first layer and the third layer, thereby suggesting an infrared-blocking glass that can be suitably used in a portion where high visible light transmittance and good infrared-blocking performance are required.
또한, 특허문헌 2에서는 특허문헌 1과 마찬가지 방법으로, 투명한 유리 기판 상에, 기판측으로부터 제1층으로서 제1 유전체막을 마련하고, 당해 제1 층 상에 제2 층으로서 산화텅스텐막을 마련하고, 당해 제2 층 상에 제3 층으로서 제2 유전체막을 마련한 적외선 차단 유리가 제안되어 있다.In addition, in Patent Document 2, an infrared-blocking glass is proposed in the same manner as in Patent Document 1, in which a first dielectric film is formed as a first layer from the substrate side on a transparent glass substrate, a tungsten oxide film is formed as a second layer on the first layer, and a second dielectric film is formed as a third layer on the second layer.
또한, 특허문헌 3에서는 특허문헌 1과 마찬가지 방법으로, 투명한 기판 상에, 기판측으로부터 제1층으로서 특허문헌 1과 마찬가지인 금속 원소를 함유하는 복합 산화텅스텐막을 마련하고, 당해 제1 층 상에 제2 층으로서 투명 유전체막을 마련한 열선 차단 유리가 제안되어 있다.In addition, in Patent Document 3, a heat-shielding glass is proposed in which, in the same manner as in Patent Document 1, a composite tungsten oxide film containing a metal element similar to that in Patent Document 1 is formed as a first layer from the substrate side on a transparent substrate, and a transparent dielectric film is formed as a second layer on the first layer.
또한, 특허문헌 4에서는, 수소, 리튬, 나트륨 또는 칼륨 등의 첨가 원소를 함유하는 삼산화텅스텐(WO3), 삼산화몰리브덴(MoO3), 오산화니오븀(Nb2O5), 오산화탄탈(Ta2O5), 오산화바나듐(V2O5) 및 이산화바나듐(VO2)의 1종 이상에서 선택되는 금속 산화물막이, CVD법 또는 스프레이법으로 피복되어 250℃ 정도에서 열분해해서 형성된 태양광 차폐 특성을 갖는 태양광 제어 유리 시트가 제안되어 있다.In addition, Patent Document 4 proposes a solar control glass sheet having solar shielding properties, which is formed by thermally decomposing at about 250°C a metal oxide film selected from one or more of tungsten trioxide (WO 3 ), molybdenum trioxide (MoO 3 ), niobium pentoxide (Nb 2 O 5 ), tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), vanadium pentoxide (V 2 O 5 ), and vanadium dioxide (VO 2 ), which contains an additive element such as hydrogen, lithium, sodium, or potassium, by a CVD method or a spray method.
또한, 특허문헌 5에는, 텅스텐산을 가수분해해서 얻어진 산화텅스텐을 사용하여, 당해 산화텅스텐에, 폴리비닐피롤리돈이라고 하는 특정한 구조의 유기 폴리머를 첨가한 태양광 가변 조광 단열 재료가 제안되어 있다. 당해 태양광 가변 조광 단열 재료에 태양광이 조사되면, 광선 중 자외선이 산화텅스텐에 흡수되어 여기 전자와 홀이 발생하고, 소량의 자외선량에 의해 5가 텅스텐의 출현량이 현저하게 증가해서 착색 반응이 빨라지고, 이에 수반해서 착색 농도가 높아진다. 한편, 광을 차단함으로써, 5가 텅스텐이 매우 빠르게 6가로 산화되어 소색 반응이 빨라진다. 당해 착색/소색 특성을 사용하여, 태양광에 대한 착색 및 소색 반응이 빠르고, 착색 시에 근적외역의 파장 1250㎚에 흡수 피크가 나타나서, 태양광의 근적외선을 차단할 수 있는 태양광 가변 조광 단열 재료가 얻어지는 것이 제안되어 있다.In addition, Patent Document 5 proposes a solar variable dimming insulating material which uses tungsten oxide obtained by hydrolyzing tungstic acid and adds an organic polymer having a specific structure called polyvinylpyrrolidone to the tungsten oxide. When the solar variable dimming insulating material is irradiated with sunlight, ultraviolet rays in the light are absorbed by tungsten oxide, and excited electrons and holes are generated, and a small amount of ultraviolet rays significantly increases the amount of pentavalent tungsten appearing, so that the coloring reaction becomes faster, and the coloring density increases accordingly. On the other hand, by blocking light, pentavalent tungsten is very quickly oxidized to hexavalent, so that the decolorization reaction becomes faster. By using the coloring/decolorization characteristics, it is proposed to obtain a solar variable dimming insulating material which has fast coloring and decolorization reactions to sunlight, has an absorption peak at a wavelength of 1250 nm in the near-infrared range during coloring, and can block near-infrared rays of sunlight.
한편, 본 발명자들은 특허문헌 6에 있어서, 육염화텅스텐을 알코올에 용해하고, 그대로 매질을 증발시키거나 또는 가열 환류한 후, 매질을 증발시키고, 그 후 100℃ 내지 500℃에서 가열함으로써, 삼산화텅스텐 또는 그 수화물 또는 양자의 혼합물을 포함하는 산화텅스텐 미립자 분말을 얻는 것을 개시했다. 그리고, 당해 산화텅스텐 미립자를 사용해서 일렉트로크로믹 소자가 얻어지는 것, 다층의 적층체를 구성하여 막 중에 프로톤을 도입했을 때 당해 막의 광학 특성을 변화시킬 수 있는 것, 등을 개시했다.Meanwhile, the inventors of the present invention disclosed in Patent Document 6 a method of obtaining a tungsten oxide fine particle powder containing tungsten trioxide or a hydrate thereof or a mixture of the two by dissolving tungsten hexachloride in alcohol, evaporating the medium as it is or heating and refluxing, evaporating the medium, and then heating at 100° C. to 500° C. Then, they disclosed that an electrochromic element is obtained using the tungsten oxide fine particles, that a multilayer laminate is formed, and that when protons are introduced into the film, the optical properties of the film can be changed, etc.
또한, 특허문헌 7에는, 메타형 텅스텐산 암모늄과 수용성의 각종 금속염을 원료로 하고, 그 혼합 수용액의 건고물을 약 300 내지 700℃의 가열 온도에서 가열하고, 이 가열에 불활성 가스(첨가량; 약 50vol% 이상) 또는 수증기(첨가량; 약 15vol% 이하)를 첨가한 수소 가스를 공급함으로써, MxWO3(M; 알칼리, 알칼리 토류, 희토류 등의 금속 원소, 0<x<1)으로 표현되는 다양한 텅스텐브론즈를 제작하는 방법이 제안되어 있다. 또한, 마찬가지 조작을 지지체 상에서 행하게 하여, 다양한 텅스텐브론즈 피복 복합체를 제조하는 방법이 제안되고, 연료 전지 등의 전극 촉매 재료로서 사용하는 것이 제안되어 있다.In addition, Patent Document 7 proposes a method for producing various tungsten bronzes expressed as MxWO 3 (M; a metal element such as an alkali, alkaline earth, or rare earth, 0 < x < 1) by using meta-type ammonium tungstate and various water-soluble metal salts as raw materials, heating a dried product of a mixed aqueous solution thereof at a heating temperature of about 300 to 700°C, and supplying hydrogen gas to which an inert gas (amount added; about 50 vol% or more) or water vapor (amount added; about 15 vol% or less) has been added during the heating. In addition, a method for producing various tungsten bronze-coated composites by performing the same operation on a support is proposed, and use thereof as an electrode catalyst material for fuel cells and the like is proposed.
그리고, 본 발명자들은 특허문헌 8에 있어서, 적외선 차폐 재료 미립자가 매질 중에 분산되어 이루어지는 적외선 차폐 재료 미립자 분산체, 당해 적외선 차폐 재료 미립자 분산체의 우수한 광학 특성, 도전성, 제조 방법에 대해서 개시했다. 그 중에서도, 적외선 차폐 특성은 종래의 차폐 재료보다 탁월한 것이었다. 당해 적외선 차폐 재료 미립자는, 일반식 WyOz(단, W는 텅스텐, O는 산소, 2.2≤z/y≤2.999)로 표기되는 텅스텐산화물의 미립자 또는/및 일반식 MxWyOz(단, M은 H, He, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 희토류 원소, Mg, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, B, F, P, S, Se, Br, Te, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re, Be, Hf, Os, Bi, I 중에서 선택되는 1종류 이상의 원소, W는 텅스텐, O는 산소, 0.001≤x/y≤1, 2.2≤z/y≤3.0)로 표기되는 복합 텅스텐산화물의 미립자이며, 당해 적외선 차폐 재료 미립자의 입자 직경이 1㎚ 이상 800㎚ 이하이다.And, the inventors of the present invention disclosed in Patent Document 8 an infrared shielding material particle dispersion in which infrared shielding material particles are dispersed in a medium, excellent optical properties, conductivity, and a manufacturing method of the infrared shielding material particle dispersion. Among these, the infrared shielding properties were superior to those of conventional shielding materials. The infrared shielding material particles are particles of tungsten oxide represented by the general formula WyOz (wherein W is tungsten, O is oxygen, 2.2≤z/y≤2.999) or/and composite particles represented by the general formula MxWyOz (wherein M is at least one element selected from H, He, alkali metal, alkaline earth metal, rare earth element, Mg, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, B, F, P, S, Se, Br, Te, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re, Be, Hf, Os, Bi, I, W is tungsten, O is oxygen, 0.001≤x/y≤1, 2.2≤z/y≤3.0). It is a fine particle of tungsten oxide, and the particle diameter of the infrared shielding material fine particle is 1 nm or more and 800 nm or less.
본 발명자들의 검토에 의하면, 상기 텅스텐산화물 미립자, 또는/및 복합 텅스텐산화물 미립자를 포함하는 광학 부재(필름, 수지 시트 등)에 있어서는, 사용 상황이나 방법에 의해, 공기 중의 수증기나 물이 당해 광학 부재에 포함되는 고체상 수지 중에 서서히 침투하는 것을 지견했다. 그리고, 수증기나 물이 고체상 수지 중에 서서히 침투하면, 상기 텅스텐산화물 미립자의 표면이 분해하고, 파장 200 내지 2600㎚의 광의 투과율이 경시적으로 상승해버려, 상기 광학 부재의 적외선 흡수 성능이 서서히 저하한다는 문제를 지견했다. 고체상 수지란, 실온에서 고체의 고분자 매질이며, 3차원 가교한 것 이외의 고분자 매질도 포함한다(본 발명에 있어서 「매트릭스 수지」라고 기재하는 경우도 있다.).According to the review of the present inventors, in the optical member (film, resin sheet, etc.) including the above-mentioned tungsten oxide fine particles and/or composite tungsten oxide fine particles, it was found that, depending on the usage situation or method, water vapor or water in the air gradually penetrates into the solid resin included in the optical member. In addition, it was found that when water vapor or water gradually penetrates into the solid resin, the surface of the above-mentioned tungsten oxide fine particles decomposes, the transmittance of light having a wavelength of 200 to 2600 nm increases over time, and the problem that the infrared absorption performance of the optical member gradually deteriorates was found. The solid resin is a polymer medium that is solid at room temperature, and also includes a polymer medium other than a three-dimensionally cross-linked one (in the present invention, it is sometimes described as a "matrix resin").
또한, 본 발명자들의 검토에 의하면, 특허문헌 8에서 개시한 텅스텐산화물 미립자나 복합 텅스텐산화물 미립자에 있어서는, 열폭로에 의해 당해 미립자의 표면이 산화 열화하고, 나아가서는 적외선 흡수 효과의 손실이 발생하는 것을 지견했다. 또한, 열폭로에 의해 고체상 수지 등의 고분자 매질 중에 활성의 유해 라디칼이 발생하고, 당해 유해 라디칼에 의해서도 당해 미립자의 표면이 분해 열화하고, 나아가서는 적외선 흡수 효과의 손실이 발생하는 것을 지견했다.In addition, according to the review by the present inventors, in the tungsten oxide fine particles or composite tungsten oxide fine particles disclosed in Patent Document 8, it was found that the surface of the fine particles undergoes oxidation deterioration due to heat exposure, and further, the infrared absorption effect is lost. In addition, it was found that active harmful radicals are generated in a polymer medium such as a solid resin due to heat exposure, and also the surface of the fine particles undergoes decomposition deterioration due to the harmful radicals, and further, the infrared absorption effect is lost.
상술한 상황 하, 본 발명자들은 특허문헌 9에 있어서, 내수성이 우수하고, 또한 우수한 적외선 차폐 특성을 갖는 적외선 차폐 미립자로서, 일반식 WyOz로 표기되는 텅스텐산화물 또는/및 일반식 MxWyOz로 표기되는 복합 텅스텐산화물 미립자이며, 당해 미립자의 평균 1차 입경이 1㎚ 이상, 800㎚ 이하이고, 당해 미립자 표면이 4관능성 실란 화합물 혹은 그 부분 가수분해 생성물, 또는/및 유기 금속 화합물으로 피복되어 있는 적외선 차폐 미립자와 그 제조 방법을 개시했다.Under the circumstances described above, the inventors of the present invention disclosed in Patent Document 9 an infrared-shielding particle having excellent water resistance and also excellent infrared-shielding properties, which is a tungsten oxide particle represented by the general formula WyOz and/or a composite tungsten oxide particle represented by the general formula MxWyOz, wherein the average primary particle size of the particle is 1 nm or more and 800 nm or less, and the surface of the particle is coated with a tetrafunctional silane compound or a partial hydrolysis product thereof, and/or an organometallic compound, and a method for producing the same.
그러나, 적외선 흡수 재료는, 그 특질로부터 기본적으로는 옥외에서 사용되어, 높은 내후성이 요구되는 경우가 많다. 그리고, 시장에서의 요구가 해마다 높아져 감에 따라서, 특허문헌 9에서 개시한 적외선 차폐 미립자에 대해서도, 내수성이나 내습열성의 가일층의 개선이 요구되게 되었다. 또한, 특허문헌 9에서 개시한 적외선 차폐 미립자는, 열폭로에 대한 내성, 즉 내열성의 개선 효과가 부족하여, 일정의 과제를 남기고 있었다.However, infrared absorbing materials are basically used outdoors due to their characteristics, and in many cases, high weather resistance is required. And as the demand in the market increases year by year, further improvement in water resistance and moisture resistance is also required for the infrared shielding particles disclosed in Patent Document 9. In addition, the infrared shielding particles disclosed in Patent Document 9 lack the effect of improving resistance to heat exposure, that is, heat resistance, and thus, certain issues remain.
또한, 적외선 차폐 미립자는, 적외선을 선택적으로 차폐한다고 하는 광학적 특징을 살려서, 높은 시인성이 요구되는 고가시광 투명성의 적외선 차폐 미립자 분산체에 응용되는 경우가 많았다. 이 결과, 당해 적외선 차폐 미립자 분산체 등의 적외선 흡수 재료에는, 헤이즈값의 값이 낮은 것(본 발명에 있어서 「저헤이즈」라고 기재하는 경우가 있다.)도 요구되고 있었다.In addition, infrared shielding particles have often been applied to high visible light transparency infrared shielding particle dispersions that require high visibility by taking advantage of their optical characteristic of selectively shielding infrared rays. As a result, infrared absorbing materials such as the infrared shielding particle dispersion have also been required to have a low haze value (sometimes referred to as “low haze” in the present invention).
본 발명은 상술한 상황 하에 이루어진 것으로, 그 과제로 하는 바는, 내습열성과 내열성이 우수하고, 또한 우수한 적외선 흡수 특성을 갖는 표면 처리 적외선 흡수 미립자, 당해 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 포함하는 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말, 당해 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 사용한 적외선 흡수 미립자 분산액을 제공하고, 또한 높은 내습열성과 내열성과 가시광 투명성을 겸비하여, 우수한 적외선 흡수 특성을 갖는 저헤이즈의 적외선 흡수 미립자 분산체 및 적외선 흡수 기재를 제공하는 것이다.The present invention has been made under the circumstances described above, and its object is to provide surface-treated infrared-absorbing fine particles having excellent moisture-heat resistance and heat resistance and also excellent infrared absorption characteristics, a surface-treated infrared-absorbing fine particle powder containing the surface-treated infrared-absorbing fine particles, and an infrared-absorbing fine particle dispersion using the surface-treated infrared-absorbing fine particles, and further to provide a low-haze infrared-absorbing fine particle dispersion and an infrared-absorbing substrate having excellent infrared absorption characteristics and high moisture-heat resistance, heat resistance, and visible light transparency.
본 발명자들은, 상술한 과제의 해결을 위해, 우수한 광학적 특성을 갖는 상기 텅스텐산화물 미립자 또는/및 복합 텅스텐산화물 미립자를 적외선 흡수 미립자로 하고, 당해 적외선 흡수 미립자의 내습열성 및 화학 안정성을 향상시키는 것을 가능하게 하는 구성에 대해서 연구를 행하였다. 그 결과, 당해 적외선 흡수 미립자 표면과의 친화성이 우수하고, 또한 개개의 당해 적외선 흡수 미립자 표면에 대하여 균일하게 흡착하여, 견고한 피복막을 형성하는 화합물을 사용하여, 당해 개개의 적외선 흡수 미립자의 표면을 피복하는 것이 긴요한 것에 상도했다.In order to solve the above-described problem, the present inventors conducted research on a configuration that makes it possible to use the tungsten oxide fine particles or/and composite tungsten oxide fine particles having excellent optical properties as infrared absorbing fine particles and to improve the moisture-heat resistance and chemical stability of the infrared absorbing fine particles. As a result, they found that it was urgent to cover the surface of each infrared absorbing fine particle using a compound that has excellent affinity with the surface of the infrared absorbing fine particle and is further uniformly adsorbed to the surface of each infrared absorbing fine particle to form a strong coating film.
본 발명자들은 더욱 연구를 계속하여, 상술한 적외선 흡수 미립자에 있어서 친화성이 우수하고, 피복막을 형성하는 화합물로서, 금속 킬레이트 화합물이나 금속 환상 올리고머 화합물에 상도했다. 그리고, 가일층의 연구의 결과, 당해 금속 킬레이트 화합물이나 금속 환상 올리고머 화합물이 가수분해했을 때 생성하는, 이들 화합물의 가수분해 생성물, 또는 당해 가수분해 생성물의 중합물이, 개개의 적외선 흡수 미립자 표면에 대하여 균일하게 흡착하고, 또한 견고한 피복막을 형성하는 화합물인 것에 상도했다.The present inventors continued their research and found that a metal chelate compound or a metal cyclic oligomer compound is a compound having excellent affinity for the above-described infrared absorbing fine particles and forming a coating film. As a result of further research, they found that a hydrolysis product of these compounds, or a polymer of the hydrolysis product, which is generated when the metal chelate compound or the metal cyclic oligomer compound is hydrolyzed, is a compound that uniformly adsorbs to the surface of each infrared absorbing fine particle and also forms a strong coating film.
즉, 텅스텐산화물 미립자 또는/및 복합 텅스텐산화물 미립자의 표면이, 금속 킬레이트 화합물의 가수분해 생성물, 금속 킬레이트 화합물의 가수분해 생성물의 중합물, 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물, 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물의 중합물에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 피복막으로 피복되어 있는 적외선 흡수 미립자(본 발명에 있어서 「표면 처리 적외선 흡수 미립자」라고 기재하는 경우가 있다.)에 상도한 것이다. 그리고, 당해 표면 처리 적외선 흡수 미립자는, 우수한 내습열성을 갖고 있는 것을 지견했다.That is, the surface of the tungsten oxide fine particles or/and the composite tungsten oxide fine particles is covered with a coating film including at least one selected from a hydrolysis product of a metal chelate compound, a polymer of a hydrolysis product of a metal chelate compound, a hydrolysis product of a metal cyclic oligomer compound, and a polymer of a hydrolysis product of a metal cyclic oligomer compound (in the present invention, it is sometimes described as "surface-treated infrared-absorbing fine particles"). In addition, it was found that the surface-treated infrared-absorbing fine particles have excellent heat and moisture resistance.
또한, 당해 표면 처리 적외선 흡수 미립자나, 당해 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 포함하는 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말, 당해 표면 처리 적외선 흡수 미립자가 적당한 매질 중에 분산한 적외선 흡수 미립자 분산액을 사용해서 제조한 적외선 흡수 미립자 분산체 등이, 내습열성이 우수하고, 또한 우수한 적외선 흡수 특성을 갖는 것을 지견했다.In addition, it was found that the surface-treated infrared-absorbing fine particles, the surface-treated infrared-absorbing fine particle powder containing the surface-treated infrared-absorbing fine particles, the infrared-absorbing fine particle dispersion manufactured using the infrared-absorbing fine particle dispersion liquid in which the surface-treated infrared-absorbing fine particles are dispersed in a suitable medium, etc., have excellent moisture-heat resistance and also excellent infrared absorption characteristics.
본 발명자들은 더욱 연구를 계속하여, 상기 적외선 흡수 미립자의 결정자 직경의 값이, 특정한 값 이상일 때, 그것을 사용해서 제작한 적외선 흡수 미립자 분산액 및 당해 적외선 흡수 미립자 분산액을 사용해서 제작한 적외선 흡수 미립자 분산체는, 내열성도 우수한 것을 발견했다.The inventors of the present invention continued their research and discovered that when the crystallite diameter of the infrared absorbing fine particles is greater than a specific value, an infrared absorbing fine particle dispersion produced using the same and an infrared absorbing fine particle dispersion produced using the infrared absorbing fine particle dispersion also have excellent heat resistance.
다만, 결정자 직경의 값이 특정한 값 이상이면, 통상적으로는 레일리 산란에 기인하는 헤이즈값이 증가하고, 고가시광 투명성을 특징으로 하는 적외선 흡수 미립자 분산체의 시인성은 저하되는 것이 염려되었다.However, when the crystal diameter value exceeds a certain value, it was concerned that the haze value due to Rayleigh scattering usually increases and the visibility of the infrared absorbing fine particle dispersion characterized by high visible light transparency decreases.
그러나, 본 발명자들은, 상기 적외선 흡수 미립자가, 표면 처리 적외선 흡수 미립자인 경우에는 그에 한정하지 않고, 저헤이즈의 적외선 흡수 미립자 분산체, 및 적외선 흡수 기재를 제작 가능하다는 획기적인 지견을 얻고 상기 과제를 해결하여, 본 발명에 이르렀다.However, the inventors of the present invention have obtained the groundbreaking knowledge that, when the infrared absorbing fine particles are surface-treated infrared absorbing fine particles, it is not limited thereto, and it is possible to produce a low-haze infrared absorbing fine particle dispersion and an infrared absorbing substrate, thereby solving the above problem and leading to the present invention.
즉, 상술한 과제를 해결하기 위한 제1 발명은,That is, the first invention for solving the above-described problem is,
결정자 직경이 30㎚ 이상인 적외선 흡수 미립자의 표면이,The surface of infrared absorbing fine particles having a crystal diameter of 30 nm or more,
금속 킬레이트 화합물의 가수분해 생성물, 금속 킬레이트 화합물의 가수분해 생성물의 중합물, 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물, 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물의 중합물에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 피복막으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 표면 처리 적외선 흡수 미립자이다.Surface-treated infrared absorbing fine particles characterized in that they are coated with a coating film comprising at least one selected from a hydrolysis product of a metal chelate compound, a polymer of a hydrolysis product of a metal chelate compound, a hydrolysis product of a metal cyclic oligomer compound, and a polymer of a hydrolysis product of a metal cyclic oligomer compound.
본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 사용함으로써 높은 내습열성, 내열성, 가시광 투명성을 겸비하고, 우수한 적외선 흡수 특성을 갖고, 저헤이즈의 적외선 흡수 미립자 분산체 및 적외선 흡수 기재를 제조할 수 있다.By using the surface-treated infrared absorbing fine particles of the present invention, it is possible to manufacture an infrared absorbing fine particle dispersion and an infrared absorbing substrate having high moisture resistance, heat resistance, and visible light transparency, excellent infrared absorption characteristics, and low haze.
도 1은 육방정의 결정 구조를 갖는 복합 텅스텐산화물에 있어서의 결정 구조의 모식적인 평면도이다.Figure 1 is a schematic plan view of the crystal structure of a composite tungsten oxide having a hexagonal crystal structure.
본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자는, 적외선 흡수 미립자인 텅스텐산화물 미립자 또는/및 복합 텅스텐산화물 미립자의 표면이, 금속 킬레이트 화합물의 가수분해 생성물, 금속 킬레이트 화합물의 가수분해 생성물의 중합물, 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물, 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물의 중합물에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 피복막으로 피복되어 있는 표면 처리 적외선 흡수 미립자이다.The surface-treated infrared-absorbing fine particles according to the present invention are surface-treated infrared-absorbing fine particles, wherein the surface of the tungsten oxide fine particles or/and composite tungsten oxide fine particles, which are infrared-absorbing fine particles, is covered with a coating film including at least one selected from a hydrolysis product of a metal chelate compound, a polymer of a hydrolysis product of a metal chelate compound, a hydrolysis product of a metal cyclic oligomer compound, and a polymer of a hydrolysis product of a metal cyclic oligomer compound.
이하, 본 발명을, [1] 적외선 흡수 미립자, [2] 적외선 흡수 미립자의 표면 피복에 사용하는 표면 처리제, [3] 적외선 흡수 미립자의 표면 피복 방법, [4] 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 사용해서 얻어지는 적외선 흡수 미립자 분산체 및 적외선 흡수 기재, 그리고 물품의 순으로 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail in the following order: [1] infrared absorbing fine particles, [2] a surface treatment agent used for surface coating of infrared absorbing fine particles, [3] a method for surface coating of infrared absorbing fine particles, [4] an infrared absorbing fine particle dispersion and an infrared absorbing substrate obtained by using the surface-treated infrared absorbing fine particles, and an article.
또한, 본 발명에 있어서, 「적외선 흡수 미립자에 내습열성을 부여하기 위해서, 당해 미립자의 표면에, 금속 킬레이트 화합물의 가수분해 생성물, 금속 킬레이트 화합물의 가수분해 생성물의 중합물, 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물, 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물의 중합물에서 선택되는 1종 이상을 사용해서 형성한 피복막」을, 단순히 「피복막」이라고 기재하는 경우가 있다.In addition, in the present invention, "a coating film formed on the surface of the fine particles by using at least one selected from a hydrolysis product of a metal chelate compound, a polymer of a hydrolysis product of a metal chelate compound, a hydrolysis product of a metal cyclic oligomer compound, and a polymer of a hydrolysis product of a metal cyclic oligomer compound in order to impart moisture and heat resistance to the infrared absorbing fine particles" is sometimes simply described as a "coating film."
[1] 적외선 흡수 미립자[1] Infrared absorbing particles
일반적으로, 자유 전자를 포함하는 재료는, 플라스마 진동에 의해 파장 200㎚ 내지 2600㎚의 태양광선의 영역 주변의 전자파에 반사 흡수 응답을 나타내는 것이 알려져 있다. 이러한 물질의 분말을, 광의 파장보다 작은 입자로 하면, 가시광 영역(파장 380㎚ 내지 780㎚)의 기하학 산란이 저감되어 가시광 영역의 투명성이 얻어지는 것이 알려져 있다.In general, it is known that materials containing free electrons exhibit reflection and absorption responses to electromagnetic waves around the region of sunlight with a wavelength of 200 nm to 2600 nm due to plasma vibration. It is known that when the powder of such a material is made into particles smaller than the wavelength of light, geometric scattering in the visible light region (wavelength of 380 nm to 780 nm) is reduced, thereby obtaining transparency in the visible light region.
또한, 본 발명에 있어서 「투명성」이란, 「가시광 영역의 광에 대하여 산란이 적어 투과성이 높다.」라고 하는 의미로 사용하고 있다.In addition, in the present invention, “transparency” is used to mean “high transmittance with little scattering of light in the visible light range.”
일반적으로, 텅스텐산화물(WO3) 중에는 유효한 자유 전자가 존재하지 않기 때문에, 적외선 영역의 흡수 반사 특성이 적고, 적외선 흡수 미립자로서는 유효하지 않다.In general, since there are no valid free electrons in tungsten oxide (WO 3 ), it has poor absorption and reflection properties in the infrared region and is not effective as an infrared absorbing particle.
한편, 산소 결손을 갖는 WO3이나, WO3에 Na 등의 양성 원소를 첨가한 복합 텅스텐산화물은, 도전성 재료이며, 자유 전자를 갖는 재료인 것이 알려져 있다. 그리고, 이들 자유 전자를 갖는 재료의 단결정 등의 분석에 의해, 적외선 영역의 광에 대한 자유 전자의 응답이 시사되고 있다.Meanwhile, WO 3 having oxygen vacancies or composite tungsten oxides with positive elements such as Na added to WO 3 are known to be conductive materials and materials having free electrons. And, through analysis of single crystals of materials having these free electrons, the response of free electrons to light in the infrared region has been suggested.
본 발명자들은, 당해 텅스텐과 산소와의 조성 범위의 특정 부분에 있어서, 적외선 흡수 미립자로서 특히 유효한 범위가 있는 것을 발견하고, 가시광 영역에 있어서는 투명하고, 적외선 영역에 있어서는 흡수를 갖는 텅스텐산화물 미립자, 복합 텅스텐산화물 미립자에 상도했다.The present inventors have found that, in a specific part of the composition range of tungsten and oxygen, there is a particularly effective range as infrared absorbing particles, and have developed tungsten oxide particles and composite tungsten oxide particles which are transparent in the visible light range and absorbent in the infrared range.
여기서, 본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자인 텅스텐산화물 미립자 또는/및 복합 텅스텐산화물 미립자에 대해서, (1) 텅스텐산화물 미립자, (2) 복합 텅스텐산화물 미립자, (3) 텅스텐산화물 미립자 및 복합 텅스텐산화물 미립자, (4) 텅스텐산화물 미립자 및 복합 텅스텐산화물 미립자의 결정자 직경의 순으로 설명한다.Here, regarding the infrared absorbing fine particles of the present invention, tungsten oxide fine particles and/or composite tungsten oxide fine particles, the crystallite diameters of (1) tungsten oxide fine particles, (2) composite tungsten oxide fine particles, (3) tungsten oxide fine particles and composite tungsten oxide fine particles, and (4) tungsten oxide fine particles and composite tungsten oxide fine particles are described in this order.
(1) 텅스텐산화물 미립자(1) Tungsten oxide fine particles
본 발명에 관한 텅스텐산화물 미립자는, 일반식 WyOz(단, W는 텅스텐, O는 산소, 2.2≤z/y≤2.999)로 표기되는 텅스텐산화물의 미립자이다.The tungsten oxide fine particles according to the present invention are fine particles of tungsten oxide represented by the general formula WyOz (wherein W is tungsten, O is oxygen, and 2.2≤z/y≤2.999).
일반식 WyOz로 표기되는 텅스텐산화물에 있어서, 당해 텅스텐과 산소와의 조성 범위는, 텅스텐에 대한 산소의 조성비가 3보다 적고, 나아가, 당해 적외선 흡수 미립자를 WyOz로 기재했을 때, 2.2≤z/y≤2.999인 것이 바람직하다.In tungsten oxide represented by the general formula WyOz, the composition range of tungsten and oxygen is preferably such that the composition ratio of oxygen to tungsten is less than 3, and further, when the infrared absorbing fine particles are represented by WyOz, 2.2≤z/y≤2.999.
당해 z/y의 값이 2.2 이상이면, 당해 텅스텐산화물 중에 목적 이외인 WO2의 결정상이 나타나는 것을 회피할 수 있음과 함께, 재료로서의 화학적 안정성을 얻을 수 있으므로 유효한 적외선 흡수 미립자가 된다. 한편, 당해 z/y의 값이 2.999 이하이면, 필요해지는 양의 자유 전자가 생성되어 효율적인 적외선 흡수 미립자가 된다.When the value of z/y is 2.2 or more, the appearance of a WO 2 crystal phase other than the intended one among the tungsten oxides can be avoided, and chemical stability as a material can be obtained, so that the particles become effective infrared absorbing particles. On the other hand, when the value of z/y is 2.999 or less, the required amount of free electrons are generated, so that the particles become effective infrared absorbing particles.
(2) 복합 텅스텐산화물 미립자(2) Composite tungsten oxide microparticles
상술한 WO3에, 후술하는 원소 M을 첨가하여 복합 텅스텐산화물로 함으로써, 당해 WO3 중에 자유 전자가 생성되고, 특히 근적외선 영역에 자유 전자 유래의 강한 흡수 특성이 발현하여, 1000㎚ 부근의 근적외선 흡수 미립자로서 유효해진다.By adding the element M described later to the WO 3 described above to form a composite tungsten oxide, free electrons are generated in the WO 3 , and strong absorption characteristics derived from the free electrons are expressed particularly in the near-infrared region, making it effective as a near-infrared absorbing fine particle around 1000 nm.
즉, 당해 WO3에 대하여, 산소량의 제어와, 자유 전자를 생성하는 원소 M의 첨가를 병용함으로써, 더 효율이 좋은 적외선 흡수 미립자를 얻을 수 있다. 이 산소량의 제어와, 자유 전자를 생성하는 원소 M의 첨가를 병용한 적외선 흡수 미립자의 일반식을 MxWyOz(단, M은 상기 M 원소, W는 텅스텐, O는 산소)라고 기재했을 때, 0.001≤x/y≤1, 2.0≤z/y≤3의 관계를 충족하는 적외선 흡수 미립자가 바람직하다.That is, for the WO 3 , more efficient infrared absorbing particles can be obtained by combining control of the oxygen amount and addition of the element M that generates free electrons. When the general formula of infrared absorbing particles obtained by combining control of the oxygen amount and addition of the element M that generates free electrons is expressed as MxWyOz (wherein M is the above-mentioned M element, W is tungsten, and O is oxygen), infrared absorbing particles that satisfy the relationships of 0.001≤x/y≤1 and 2.0≤z/y≤3 are preferable.
먼저, 원소 M의 첨가량을 나타내는 x/y의 값에 대해서 설명한다.First, we explain the value of x/y, which represents the amount of element M added.
x/y의 값이 0.001보다 크면, 복합 텅스텐산화물에 있어서 충분한 양의 자유 전자가 생성되어 목적으로 하는 적외선 흡수 효과를 얻을 수 있다. 그리고, 원소 M의 첨가량이 많을수록, 자유 전자의 공급량이 증가하고, 적외선 흡수 효율도 상승하지만, x/y의 값이 1정도로 당해 효과도 포화한다. 또한, x/y의 값이 1보다 작으면, 당해 적외선 흡수 미립자 중에 불순물상이 생성되는 것을 피할 수 있으므로 바람직하다.When the value of x/y is greater than 0.001, a sufficient amount of free electrons are generated in the composite tungsten oxide, so that the desired infrared absorption effect can be obtained. In addition, as the amount of element M added increases, the supply of free electrons increases and the infrared absorption efficiency also increases, but the effect is saturated when the value of x/y is approximately 1. In addition, when the value of x/y is less than 1, it is preferable because the generation of an impurity phase in the infrared absorbing fine particles can be avoided.
또한, 원소 M은 H, He, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 희토류 원소, Mg, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, B, F, P, S, Se, Br, Te, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re, Be, Hf, Os, Bi, I 중에서 선택되는 1종류 이상인 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the element M is at least one selected from H, He, alkali metal, alkaline earth metal, rare earth element, Mg, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, B, F, P, S, Se, Br, Te, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re, Be, Hf, Os, Bi, I.
여기서, 원소 M을 첨가한 당해 MxWyOz에 있어서의 안정성의 관점에서, 원소 M은 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 희토류 원소, Mg, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, B, F, P, S, Se, Br, Te, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re 중에서 선택되는 1종류 이상의 원소인 것이 보다 바람직하다. 그리고, 적외선 흡수 미립자로서의 광학 특성, 내후성을 향상시키는 관점에서, 원소 M은 알칼리 토류 금속 원소, 전이 금속 원소, 4B족 원소, 5B족 원소에 속하는 것인 것이 더욱 바람직하다.Here, from the viewpoint of stability in the MxWyOz to which the element M has been added, it is more preferable that the element M be at least one element selected from among an alkali metal, an alkaline earth metal, a rare earth element, Mg, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, B, F, P, S, Se, Br, Te, Ti, Nb, V, Mo, Ta, and Re. In addition, from the viewpoint of improving the optical properties and weather resistance as infrared absorbing fine particles, it is more preferable that the element M be an alkaline earth metal element, a transition metal element, a group 4B element, or a group 5B element.
이어서, 산소량의 제어를 나타내는 z/y의 값에 대해서 설명한다. z/y의 값에 대해서는, MxWyOz로 표기되는 복합 텅스텐산화물에 있어서도, 상술한 WyOz로 표기되는 텅스텐산화물과 마찬가지인 기구가 작용하는 것에 더하여, z/y=3.0이나 2.0≤z/y≤2.2에 있어서도, 상술한 원소 M의 첨가량에 의한 자유 전자의 공급이 있다. 이 때문에, 2.0≤z/y≤3.0이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.2≤z/y≤3.0, 더욱 바람직하게는 2.45≤z/y≤3.0이다.Next, the value of z/y indicating the control of the oxygen amount will be described. Regarding the value of z/y, in the composite tungsten oxide represented by MxWyOz, in addition to the same mechanism as that of the tungsten oxide represented by WyOz described above, there is also a supply of free electrons by the amount of the element M added described above even when z/y = 3.0 or 2.0≤z/y≤2.2. Therefore, 2.0≤z/y≤3.0 is preferable, more preferably 2.2≤z/y≤3.0, and even more preferably 2.45≤z/y≤3.0.
또한, 당해 복합 텅스텐산화물 미립자가 육방정의 결정 구조를 갖는 경우, 당해 미립자의 가시광 영역의 투과가 향상되고, 적외 영역의 흡수가 향상된다. 이 육방정의 결정 구조 모식적인 평면도인 도 1을 참조하면서 설명한다.In addition, when the composite tungsten oxide microparticles have a hexagonal crystal structure, the visible light region transmittance of the microparticles is improved, and the infrared region absorption is improved. This will be explained with reference to Fig. 1, which is a schematic plan view of the hexagonal crystal structure.
도 1에 있어서, 부호 11로 나타내는 WO6 단위로 형성되는 팔면체가 6개 집합해서 육각형의 공극이 구성되고, 당해 공극 중에, 부호 12로 나타내는 원소 M이 배치해서 1개의 단위를 구성하고, 이 1개의 단위가 다수 집합해서 육방정의 결정 구조를 구성한다.In Fig. 1, six octahedra formed by WO 6 units, indicated by
그리고, 가시광 영역에 있어서의 광의 투과를 향상시켜서, 적외 영역에 있어서의 광의 흡수를 향상시키는 효과를 얻기 위해서는, 복합 텅스텐산화물 미립자 중에, 도 1을 사용해서 설명한 단위 구조가 포함되어 있으면 되고, 당해 복합 텅스텐산화물 미립자가 결정질이어도 비정질이어도 상관없다.And, in order to obtain the effect of improving the light transmittance in the visible light range and improving the light absorption in the infrared range, the composite tungsten oxide fine particles may contain the unit structure described using Fig. 1, and it does not matter whether the composite tungsten oxide fine particles are crystalline or amorphous.
이 육각형의 공극에 원소 M의 양이온이 첨가되어 존재할 때, 가시광 영역에 있어서의 광의 투과가 향상되고, 적외 영역에 있어서의 광의 흡수가 향상된다. 여기서 일반적으로는, 이온 반경의 큰 원소 M을 첨가했을 때 당해 육방정이 형성되기 쉽다. 구체적으로는, Cs, K, Rb, Tl, In, Ba, Li, Ca, Sr, Fe, Sn을 첨가했을 때 육방정이 형성되기 쉽다. 물론 이들 이외의 원소에서도, WO6 단위로 형성되는 육각형의 공극에 상술한 원소 M이 존재하면 되고, 상술한 원소에 한정되는 것이 아니다.When a cation of element M is added and present in the hexagonal pore, light transmittance in the visible light range is improved, and light absorption in the infrared range is improved. Here, in general, when an element M having a large ionic radius is added, the hexagonal crystal is easily formed. Specifically, when Cs, K, Rb, Tl, In, Ba, Li, Ca, Sr, Fe, and Sn are added, the hexagonal crystal is easily formed. Of course, in elements other than these, as long as the above-described element M is present in the hexagonal pore formed by WO 6 units, it is sufficient, and is not limited to the above-described elements.
육방정의 결정 구조를 갖는 복합 텅스텐산화물 미립자가 균일한 결정 구조를 가질 때, 첨가 원소 M의 첨가량은 x/y의 값으로 0.2 이상 0.5 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.33이다. x/y의 값이 0.33이 되는 것으로, 상술한 원소 M이 육각형의 공극 모두에 배치된다고 생각된다.When the composite tungsten oxide fine particles having a hexagonal crystal structure have a uniform crystal structure, the amount of the additive element M added is preferably 0.2 or more and 0.5 or less as the value of x/y, and more preferably 0.33. Since the value of x/y becomes 0.33, it is thought that the above-mentioned element M is arranged in all the hexagonal pores.
또한, 육방정 이외이며, 정방정, 입방정의 복합 텅스텐산화물도 적외선 흡수 미립자로서 유효하다. 결정 구조에 의해, 적외선 영역의 흡수 위치가 변화하는 경향이 있고, 입방정<정방정<육방정의 순으로, 흡수 위치가 장파장측으로 이동하는 경향이 있다. 또한, 그에 부수되어 가시광선 영역의 흡수가 적은 것은, 육방정, 정방정, 입방정의 순이다. 따라서, 보다 가시광 영역의 광을 투과하고, 보다 적외선 영역의 광을 차폐하는 용도로는, 육방정의 복합 텅스텐산화물을 사용하는 것이 바람직하다. 단, 여기서 설명한 광학 특성의 경향은, 어디까지나 대략적인 경향이며, 첨가 원소의 종류나, 첨가량, 산소량에 따라 변화하는 것이며, 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니다.In addition, other than hexagonal, tetragonal and cubic complex tungsten oxides are also effective as infrared absorbing fine particles. The absorption position in the infrared region tends to change depending on the crystal structure, and the absorption position tends to move to the long wavelength side in the order of cubic < tetragonal < hexagonal. In addition, the order of hexagonal, tetragonal, and cubic crystals is that of less absorption in the visible light region. Therefore, for the purpose of transmitting more light in the visible light region and shielding more light in the infrared region, it is preferable to use hexagonal complex tungsten oxide. However, the tendency of the optical characteristics described here is only a rough tendency, and changes depending on the type of added element, the amount added, and the amount of oxygen, and the present invention is not limited thereto.
(3) 텅스텐산화물 미립자 및 복합 텅스텐산화물 미립자(3) Tungsten oxide microparticles and composite tungsten oxide microparticles
본 발명에 관한 텅스텐산화물 미립자나 복합 텅스텐산화물 미립자를 함유하는 적외선 흡수 미립자는, 근적외선 영역, 특히 파장 1000㎚ 부근의 광을 크게 흡수하기 위해서, 그 투과 색조는 청색계로부터 녹색계가 되는 물(物)이 많다.The infrared absorbing particles containing tungsten oxide particles or composite tungsten oxide particles according to the present invention largely absorb light in the near infrared range, particularly light having a wavelength of around 1000 nm, and therefore, the transmittance color tone is often from blue to green.
또한, 당해 적외선 흡수 미립자 중에 있어서의 텅스텐산화물 미립자나 복합 텅스텐산화물 미립자의 분산 입자경은, 그 사용 목적에 따라, 각각 선정할 수 있다.In addition, the dispersion particle size of tungsten oxide particles or composite tungsten oxide particles among the infrared absorbing particles can be selected depending on the intended use.
먼저, 투명성을 유지하고 싶은 응용에 사용하는 경우에는, 800㎚ 이하의 입자경을 갖고 있는 것이 바람직하다. 이것은, 800㎚보다 작은 입자는, 산란에 의해 광을 완전히 차폐하지 않고, 가시광선 영역의 시인성을 유지하고, 동시에 효율적으로 투명성을 유지할 수 있기 때문이다. 특히 가시광 영역의 투명성을 중시하는 경우에는, 또한 입자에 의한 산란을 고려하는 것이 바람직하다.First, when used in applications where transparency is desired, it is desirable to have a particle size of 800 nm or less. This is because particles smaller than 800 nm do not completely block light by scattering, maintain visibility in the visible light range, and at the same time efficiently maintain transparency. In particular, when transparency in the visible light range is important, it is also desirable to consider scattering by particles.
이 입자에 의한 산란의 저감을 중시할 때, 분산 입자경은 200㎚ 이하, 바람직하게는 100㎚ 이하가 좋다. 이 이유는, 입자의 분산 입자경이 작으면, 기하학 산란 혹은 미 산란에 의한, 파장 400㎚ 내지 780㎚의 가시광선 영역의 광 산란이 저감되는 결과, 적외선 흡수막이 젖빛 유리와 같이 되어, 선명한 투명성을 얻을 수 없게 되는 것을 피할 수 있다. 즉, 분산 입자경이 200㎚ 이하가 되면, 상기 기하학 산란 혹은 미 산란이 저감하여, 레일리 산란 영역이 된다. 레일리 산란 영역에서는, 산란광은 입자경의 6승에 비례해서 저감하기 때문에, 분산 입자경의 감소에 수반하여 산란이 저감하여 투명성이 향상되기 때문이다.When reducing scattering by these particles is important, the dispersed particle diameter is preferably 200 nm or less, and preferably 100 nm or less. The reason for this is that when the dispersed particle diameter of the particles is small, light scattering in the visible light range with a wavelength of 400 nm to 780 nm due to geometric scattering or Mie scattering is reduced, so that the infrared absorbing film becomes like milky glass, and clear transparency cannot be obtained. That is, when the dispersed particle diameter is 200 nm or less, the geometric scattering or Mie scattering is reduced, and the Rayleigh scattering region becomes. In the Rayleigh scattering region, scattered light is reduced in proportion to the sixth power of the particle diameter, so scattering is reduced as the dispersed particle diameter decreases, thereby improving transparency.
또한 분산 입자경이 100㎚ 이하가 되면, 산란광은 매우 적어져서 바람직하다. 광의 산란을 회피하는 관점에서는, 분산 입자경이 작은 쪽이 바람직하고, 분산 입자경이 1㎚ 이상이면 공업적인 제조는 용이하다.Also, when the dispersed particle size is 100 nm or less, scattered light is greatly reduced, which is desirable. From the viewpoint of avoiding light scattering, a smaller dispersed particle size is desirable, and industrial production is easy when the dispersed particle size is 1 nm or more.
상기 분산 입자경을 800㎚ 이하로 함으로써, 본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자를 매질 중에 분산시킨 적외선 흡수 미립자 분산체의 헤이즈값은, 가시광 투과율 85% 이하이고 헤이즈값을 30% 이하로 할 수 있다. 헤이즈값이 30%보다 큰 값이면, 젖빛 유리와 같이 되어, 선명한 투명성을 얻을 수 없다.By setting the above-mentioned dispersed particle diameter to 800 nm or less, the haze value of the infrared absorbing fine particle dispersion, in which the infrared absorbing fine particles according to the present invention are dispersed in a medium, can be set to have a visible light transmittance of 85% or less and a haze value of 30% or less. If the haze value is greater than 30%, it becomes like milky glass, and clear transparency cannot be obtained.
또한, 적외선 흡수 미립자의 분산 입자경은, 동적 광산란법을 원리로 한 오츠카 덴시 가부시키가이샤제 ELS-8000 등을 사용하여 측정할 수 있다.In addition, the dispersed particle size of infrared absorbing fine particles can be measured using ELS-8000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., which is based on the dynamic light scattering method.
또한, 텅스텐산화물 미립자나 복합 텅스텐산화물 미립자에 있어서, 2.45≤z/y≤2.999로 표현되는 조성비를 갖는 소위 「마그넬리상」은 화학적으로 안정되고, 적외선 영역의 흡수 특성도 좋으므로, 적외선 흡수 미립자로서 바람직하다.In addition, in tungsten oxide particles or composite tungsten oxide particles, the so-called "Magnelli phase" having a composition ratio expressed as 2.45≤z/y≤2.999 is chemically stable and has good absorption characteristics in the infrared region, and is therefore preferable as infrared absorbing particles.
(4) 텅스텐산화물 미립자 및 복합 텅스텐산화물 미립자의 결정자 직경(4) Crystal diameter of tungsten oxide microparticles and composite tungsten oxide microparticles
우수한 내열성과 적외선 흡수 특성을 발휘시키는 관점에서, 적외선 흡수 미립자의 결정자 직경은 30㎚ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 후술하는 적외선 흡수 미립자 분산체에 있어서 헤이즈값을 낮은 값으로 하는 관점에서, 적외선 흡수 미립자의 결정자 직경은 30㎚ 이상 100㎚ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30㎚ 이상 70㎚ 이하, 가장 바람직하게는 30㎚ 이상 60㎚ 이하이다.From the viewpoint of demonstrating excellent heat resistance and infrared absorption properties, the crystallite diameter of the infrared absorbing fine particles is preferably 30 nm or more. Furthermore, from the viewpoint of lowering the haze value in the infrared absorbing fine particle dispersion described later, the crystallite diameter of the infrared absorbing fine particles is preferably 30 nm or more and 100 nm or less, more preferably 30 nm or more and 70 nm or less, and most preferably 30 nm or more and 60 nm or less.
그래서, 본 발명에 관한 텅스텐산화물 미립자나 복합 텅스텐산화물 미립자의 결정자 직경에 대해서, (i) 결정자 직경의 측정 방법, (ii) 결정자 직경이 내열성에 미치는 영향, (iii) 결정자 직경이 헤이즈값에 미치는 영향, (iv) 텅스텐산화물 미립자 및 복합 텅스텐산화물 미립자의 제조 방법의 순으로 설명한다.Therefore, regarding the crystallite diameter of the tungsten oxide fine particles or composite tungsten oxide fine particles according to the present invention, (i) a method for measuring the crystallite diameter, (ii) an effect of the crystallite diameter on heat resistance, (iii) an effect of the crystallite diameter on a haze value, and (iv) a method for producing the tungsten oxide fine particles and composite tungsten oxide fine particles are explained in this order.
(i) 결정자 직경의 측정 방법(i) Method for measuring the diameter of the crystal
텅스텐산화물 미립자나 복합 텅스텐산화물 미립자의 결정자 직경의 측정에는, 분말 X선 회절법(θ-2θ법)에 의한 X선 회절 패턴의 측정과, 리트벨트법에 의한 해석을 사용한다. X선 회절 패턴의 측정에는, 예를 들어 스펙트리스 가부시키가이샤 PANalytical제의 분말 X선 회절 장치 「X'Pert-PRO/MPD」 등을 사용해서 행할 수 있다.For the measurement of the crystallite diameter of tungsten oxide fine particles or composite tungsten oxide fine particles, measurement of an X-ray diffraction pattern by powder X-ray diffraction (θ-2θ method) and analysis by the Rietveld method are used. The measurement of an X-ray diffraction pattern can be performed using, for example, a powder X-ray diffraction device "X'Pert-PRO/MPD" manufactured by Spectris Co., Ltd., PANalytical.
(ii) 결정자 직경이 내열성에 미치는 영향(ii) Effect of crystal diameter on heat resistance
텅스텐산화물 미립자 및 복합 텅스텐산화물 미립자의 결정자 직경이, 내열성에 미치는 영향에 대해서 설명한다.The effect of crystallite diameter of tungsten oxide microparticles and composite tungsten oxide microparticles on heat resistance is explained.
상술한 바와 같이, 적외선 흡수 미립자는 열폭로에 의해 그 표면이 분해 열화하고, 나아가서는 적외선 흡수 효과의 손실이 발생한다. 당해 분해 열화의 인자로서는, 산소나 수지 중에서 발생하는 유해 라디칼 등을 들 수 있다. 이때, 적외선 흡수 미립자의 결정자 직경의 값이 높으면, 적외선 흡수 미립자에 있어서의 단위 질량당 비표면적이 감소한다. 즉, 단위 질량당의 적외선 흡수 미립자에 있어서 차지하는, 표면의 분해 열화 비율이 감소하게 된다. 이 결과, 텅스텐산화물 미립자 및 복합 텅스텐산화물 미립자의 결정자 직경이 30㎚ 이상인 것이, 내열성의 향상에 기여하고 있는 것이라 생각된다.As described above, the infrared absorbing particles decompose and deteriorate on their surface due to heat exposure, and furthermore, the infrared absorption effect is lost. Factors of the decomposition and deterioration include oxygen and harmful radicals generated in the resin. At this time, if the crystallite diameter of the infrared absorbing particles is high, the specific surface area per unit mass of the infrared absorbing particles decreases. In other words, the surface decomposition and deterioration ratio of the infrared absorbing particles per unit mass decreases. As a result, it is thought that the crystallite diameter of the tungsten oxide particles and the composite tungsten oxide particles of 30 nm or more contributes to the improvement of heat resistance.
(iii) 결정자 직경이 헤이즈값에 미치는 영향(iii) Effect of crystal diameter on haze value
텅스텐산화물 미립자 및 복합 텅스텐산화물 미립자의 결정자 직경이, 본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자를 매질 중에 분산시킨 적외선 흡수 미립자 분산체의 헤이즈값에 미치는 영향에 대해서 설명한다.The influence of the crystal diameter of tungsten oxide microparticles and composite tungsten oxide microparticles on the haze value of an infrared-absorbing microparticle dispersion in which the infrared-absorbing microparticles according to the present invention are dispersed in a medium is described.
「(3) 텅스텐산화물 미립자 및 복합 텅스텐산화물 미립자」란에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자를 매질 중에 분산시킨 적외선 흡수 미립자 분산체에 있어서, 이 적외선 흡수 미립자에 의한 산란의 저감을 중시할 때, 분산 입자경은 200㎚ 이하, 바람직하게는 100㎚ 이하가 좋다. 당해 관점에서, 텅스텐산화물 미립자 및 복합 텅스텐산화물 미립자의 결정자 직경은 100㎚ 이하인 것이 바람직하고, 70㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하다.As described in the section titled “(3) Tungsten oxide fine particles and composite tungsten oxide fine particles,” in the infrared-absorbing fine particle dispersion in which the infrared-absorbing fine particles according to the present invention are dispersed in a medium, when emphasis is placed on reducing scattering by the infrared-absorbing fine particles, the dispersed particle diameter is preferably 200 nm or less, and preferably 100 nm or less. From this viewpoint, the crystallite diameter of the tungsten oxide fine particles and the composite tungsten oxide fine particles is preferably 100 nm or less, and more preferably 70 nm or less.
(iv) 텅스텐산화물 미립자 및 복합 텅스텐산화물 미립자의 제조 방법(iv) Method for producing tungsten oxide microparticles and composite tungsten oxide microparticles
결정자 직경이 30㎚ 이상, 바람직하게는 30㎚ 이상 100㎚ 이하, 보다 바람직하게는 30㎚ 이상 70㎚ 이하, 가장 바람직하게는 30㎚ 이상 60㎚ 이하인 텅스텐산화물 미립자 및 복합 텅스텐산화물 미립자의 제조 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 그 일례에 대해서 설명한다.A method for producing tungsten oxide fine particles and composite tungsten oxide fine particles having a crystal diameter of 30 nm or more, preferably 30 nm or more and 100 nm or less, more preferably 30 nm or more and 70 nm or less, and most preferably 30 nm or more and 60 nm or less is not particularly limited, but an example thereof will be described.
먼저, 결정자 직경이 100㎚를 초과한 텅스텐산화물 분말 또는 복합 텅스텐산화물 분말을 준비(시판품이면, 스미또모 긴조꾸 고잔 가부시키가이샤제, 육방정 세슘텅스텐브론즈(Cs0.33WOz, 2.0≤z≤3.0) 분말 CWO(등록상표)의 결정자 직경이 100㎚를 초과하고 있는 점에서, 이것을 바람직하게 사용할 수 있다.)한다. 그리고, 당해 텅스텐산화물 분말 또는 복합 텅스텐산화물 분말의 결정자 직경을 모니터하면서, 페인트 셰이커 등을 사용해서 분쇄·분산 처리하고, 결정자 직경이 30㎚ 이상, 바람직하게는 30㎚ 이상 100㎚ 이하, 보다 바람직하게는 30㎚ 이상 70㎚ 이하, 가장 바람직하게는 30㎚ 이상 60㎚ 이하의 바람직한 범위에 있는 적외선 흡수 미립자를 얻어지는 분쇄·분산 처리 조건, 처리 시간을 정하는 것이 바람직하다.First, prepare a tungsten oxide powder or a composite tungsten oxide powder having a crystallite diameter exceeding 100 nm (if it is a commercially available product, since the crystallite diameter of hexagonal cesium tungsten bronze (Cs 0.33 WO z , 2.0 ≤ z ≤ 3.0) powder CWO (registered trademark) manufactured by Sumitomo Metal Mineral Industry Co., Ltd. exceeds 100 nm, this can be preferably used.) Then, while monitoring the crystallite diameter of the tungsten oxide powder or the composite tungsten oxide powder, a paint shaker or the like is used to perform pulverization and dispersion processing, and it is preferable to determine the pulverization and dispersion processing conditions and processing time that obtain infrared absorbing fine particles having a crystallite diameter in a preferable range of 30 nm or more, preferably 30 nm or more and 100 nm or less, more preferably 30 nm or more and 70 nm or less, and most preferably 30 nm or more and 60 nm or less.
[2] 적외선 흡수 미립자의 표면 피복에 사용하는 표면 처리제[2] Surface treatment agent used for surface coating of infrared absorbing particles
본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자의 표면 피복에 사용하는 표면 처리제는, 금속 킬레이트 화합물의 가수분해 생성물, 금속 킬레이트 화합물의 가수분해 생성물의 중합물, 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물, 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물의 중합물에서 선택되는 1종 이상이다.The surface treatment agent used for surface coating of the infrared absorbing fine particles according to the present invention is at least one selected from a hydrolysis product of a metal chelate compound, a polymer of a hydrolysis product of a metal chelate compound, a hydrolysis product of a metal cyclic oligomer compound, and a polymer of a hydrolysis product of a metal cyclic oligomer compound.
그리고, 당해 금속 킬레이트 화합물, 금속 환상 올리고머 화합물은, 금속 알콕시드, 금속 아세틸아세토네이트, 금속 카르복실레이트인 것이 바람직한 관점에서, 에테르결합, 에스테르결합, 알콕시기, 아세틸기에서 선택되는 1종 이상을 갖는 것이 바람직하다.And, from the viewpoint that the metal chelate compound or metal cyclic oligomer compound is preferably a metal alkoxide, a metal acetylacetonate or a metal carboxylate, it is preferable to have at least one selected from an ether bond, an ester bond, an alkoxy group or an acetyl group.
여기서, 본 발명에 관한 표면 처리제에 대해서, (1) 금속 킬레이트 화합물, (2) 금속 환상 올리고머 화합물, (3) 금속 킬레이트 화합물이나 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물 및 중합물, (4) 표면 처리제의 첨가량의 순으로 설명한다.Here, the surface treatment agent according to the present invention is described in the following order: (1) metal chelate compound, (2) metal cyclic oligomer compound, (3) hydrolysis product and polymer of metal chelate compound or metal cyclic oligomer compound, and (4) amount of surface treatment agent added.
(1) 금속 킬레이트 화합물(1) Metal chelate compound
본 발명에 사용하는 금속 킬레이트 화합물은, 알콕시기를 함유하는 Al계, Zr계, Ti계, Si계, Zn계의 킬레이트 화합물에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.The metal chelate compound used in the present invention is preferably one or more kinds selected from Al-based, Zr-based, Ti-based, Si-based, and Zn-based chelate compounds containing an alkoxy group.
알루미늄계의 킬레이트 화합물로서는, 알루미늄에틸레이트, 알루미늄이소프로필레이트, 알루미늄sec-부티레이트, 모노-sec-부톡시알루미늄디이소프로필레이트 등의 알루미늄알콜레이트 또는 이들 중합물, 에틸아세토아세테이트알루미늄디이소프로필레이트, 알루미늄트리스(에틸아세토아세테이트), 옥틸아세토아세테이트알루미늄디이소프로프레이트, 스테아릴아세토알루미늄디이소프로필레이트, 알루미늄모노아세틸아세토네이트비스(에틸아세토아세테이트), 알루미늄트리스(아세틸아세토네이트) 등을 예시할 수 있다.Examples of aluminum-based chelate compounds include aluminum alcoholates such as aluminum ethylate, aluminum isopropylate, aluminum sec-butyrate, and mono-sec-butoxyaluminum diisopropylate, or polymers thereof, ethyl acetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum tris(ethyl acetoacetate), octylacetoacetate aluminum diisopropylate, stearyl acetoaluminum diisopropylate, aluminum monoacetylacetonate bis(ethyl acetoacetate), and aluminum tris(acetylacetonate).
이들 화합물은, 알루미늄알콜레이트를 비프로톤성 용매나, 석유계 용제, 탄화수소계 용제, 에스테르계 용제, 케톤계 용제, 에테르계 용제, 아미드계 용제 등에 용해하고, 이 용액에, β-디케톤, β-케토에스테르, 1가 또는 다가 알코올, 지방산 등을 첨가하고, 가열 환류하고, 리간드의 치환 반응에 의해 얻어진, 알콕시기 함유의 알루미늄킬레이트 화합물이다.These compounds are aluminum chelate compounds containing an alkoxy group obtained by dissolving aluminum alcoholate in an aprotic solvent, petroleum solvent, hydrocarbon solvent, ester solvent, ketone solvent, ether solvent, amide solvent, etc., adding β-diketone, β-ketoester, monohydric or polyhydric alcohol, fatty acid, etc. to this solution, heating and refluxing, and a substitution reaction of a ligand.
지르코니아계의 킬레이트 화합물로서는, 지르코늄에틸레이트, 지르코늄부티레이트 등의 지르코늄알콜레이트 또는 이들 중합물, 지르코늄트리부톡시스테아레이트, 지르코늄테트라아세틸아세토네이트, 지르코늄트리부톡시아세틸아세토네이트, 지르코늄디부톡시비스(아세틸아세토네이트), 지르코늄트리부톡시에틸아세토아세테이트, 지르코늄부톡시아세틸아세토네이트비스(에틸아세토아세테이트) 등을 예시할 수 있다.Examples of zirconia-based chelate compounds include zirconium alcoholates such as zirconium ethylate and zirconium butyrate, or polymers thereof, zirconium tributoxystearate, zirconium tetraacetylacetonate, zirconium tributoxy acetylacetonate, zirconium dibutoxy bis(acetylacetonate), zirconium tributoxyethyl acetoacetate, and zirconium butoxy acetylacetonate bis(ethyl acetoacetate).
티타늄계의 킬레이트 화합물로서는, 메틸티타네이트, 에틸티타네이트, 이소프로필티타네이트, 부틸티타네이트, 2-에틸헥실티타네이트 등의 티타늄알콜레이트나 이들 중합물, 티타늄아세틸아세토네이트, 티타늄테트라아세틸아세토네이트, 티타늄옥틸렌글리콜레이트, 티타늄에틸아세토아세테이트, 티타늄락테이트, 티타늄트리에탄올아미네이트 등을 예시할 수 있다.Examples of titanium-based chelate compounds include titanium alcoholates such as methyl titanate, ethyl titanate, isopropyl titanate, butyl titanate, and 2-ethylhexyl titanate, and polymers thereof, titanium acetylacetonate, titanium tetraacetylacetonate, titanium octylene glycolate, titanium ethylacetoacetate, titanium lactate, and titanium triethanolaminate.
실리콘계의 킬레이트 화합물로서는, 일반식: Si(OR)4(단, R은 동일 또는 이종의 탄소 원자수 1 내지 6의 1가 탄화수소기)로 표시되는 4관능성 실란 화합물 또는 그 가수분해 생성물을 사용할 수 있다. 4관능성 실란 화합물의 구체예로서는, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란, 테트라부톡시실란 등을 들 수 있다. 또한, 이들 알콕시실란 모노머의 알콕시기 일부 혹은 전량이 가수분해하고, 실란올(Si-OH)기가 된 실란 모노머(혹은 올리고머) 및, 가수분해 반응을 거쳐서 자기 축합한 중합체의 적용도 가능하다.As a silicon-based chelate compound, a tetrafunctional silane compound represented by the general formula: Si(OR) 4 (wherein R is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, which is the same or different) or a hydrolysis product thereof can be used. Specific examples of the tetrafunctional silane compound include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, and tetrabutoxysilane. In addition, silane monomers (or oligomers) in which some or all of the alkoxy groups of these alkoxysilane monomers are hydrolyzed to become silanol (Si-OH) groups, and polymers that are self-condensed through a hydrolysis reaction are also applicable.
또한, 4관능성 실란 화합물의 가수분해 생성물(4관능성 실란 화합물의 중간체 전체를 지시하는 적절한 술어가 존재하지 않는다.)로서는, 알콕시기의 일부 혹은 전량이 가수분해하여, 실란올(Si-OH)기가 된 실란 모노머, 4 내지 5양체의 올리고머 및 중량 평균 분자량(Mw)이 800 내지 8000 정도의 중합체(실리콘 레진)를 들 수 있다. 또한, 알콕시실란 모노머중의 알콕시실릴기(Si-OR)는, 가수분해 반응의 과정에 있어서, 그 모두가 가수분해해서 실란올(Si-OH)이 되는 것은 아니다.In addition, as hydrolysis products of tetrafunctional silane compounds (there is no appropriate term that designates all intermediates of tetrafunctional silane compounds), silane monomers in which some or all of the alkoxy groups are hydrolyzed to form silanol (Si-OH) groups, oligomers of four or five monomers, and polymers (silicone resins) having a weight average molecular weight (Mw) of about 800 to 8,000 can be mentioned. In addition, not all of the alkoxysilyl groups (Si-OR) in the alkoxysilane monomers are hydrolyzed to form silanol (Si-OH) during the course of the hydrolysis reaction.
아연계의 킬레이트 화합물로서는, 옥틸산아연, 라우르산아연, 스테아르산아연 등의 유기 카르복실산아연염, 아세틸아세톤아연킬레이트, 벤조일아세톤아연킬레이트, 디벤조일메탄아연킬레이트, 아세토아세트산에틸아연킬레이트 등을 바람직하게 예시할 수 있다.As zinc-based chelate compounds, organic carboxylic acid zinc salts such as zinc octylate, zinc laurate, and zinc stearate, acetylacetone zinc chelate, benzoylacetone zinc chelate, dibenzoylmethane zinc chelate, and ethyl zinc acetoacetate chelate can be preferably exemplified.
(2) 금속 환상 올리고머 화합물(2) Metal ring oligomer compound
본 발명에 관한 금속 환상 올리고머 화합물로서는, Al계, Zr계, Ti계, Si계, Zn계의 환상 올리고머 화합물에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 환상 알루미늄옥사이드옥틸레이트 등의 환상 알루미늄올리고머 화합물을 바람직하게 예시할 수 있다.As the metal cyclic oligomer compound according to the present invention, it is preferable that it is at least one selected from Al-based, Zr-based, Ti-based, Si-based, and Zn-based cyclic oligomer compounds. Among these, a cyclic aluminum oligomer compound such as cyclic aluminum oxide octylate can be preferably exemplified.
(3) 금속 킬레이트 화합물이나 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물 및 중합물(3) Hydrolysis products and polymers of metal chelate compounds or metal ring oligomer compounds
본 발명에서는, 상술한 금속 킬레이트 화합물이나 금속 환상 올리고머 화합물에 있어서의, 알콕시기, 에테르결합, 에스테르결합의 전량이 가수분해하고, 히드록실기나 카르복실기가 된 가수분해 생성물, 일부가 가수분해한 부분 가수분해 생성물, 또는/및 당해 가수분해 반응을 거쳐서 자기 축합한 중합물을, 본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자의 표면에 피복해서 피복막으로 하고, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 얻는 것이다.In the present invention, in the metal chelate compound or metal cyclic oligomer compound described above, a hydrolysis product in which all of the alkoxy groups, ether bonds, and ester bonds are hydrolyzed to form hydroxyl groups or carboxyl groups, a partial hydrolysis product in which a portion of the alkoxy groups, ether bonds, and ester bonds are hydrolyzed, and/or a polymer that self-condenses through the hydrolysis reaction is coated on the surface of the infrared-absorbing fine particles according to the present invention to form a coating film, thereby obtaining the surface-treated infrared-absorbing fine particles according to the present invention.
즉, 본 발명에 있어서의 가수분해 생성물은, 부분 가수분해 생성물을 포함하는 개념이다.That is, the hydrolysis product in the present invention is a concept that includes a partial hydrolysis product.
단, 예를 들어 알코올 등의 유기 용제가 개재하는 반응계에 있어서는, 일반적으로 화학양론 조성상, 필요 충분한 물이 계 내에 존재하고 있었다 하더라도, 당해 유기 용제의 종류나 농도에 의해, 출발 물질이 되는 금속 킬레이트 화합물이나 금속 환상 올리고머 화합물의 알콕시기나 에테르결합이나 에스테르결합의 모두가 가수분해하는 것은 아니다. 따라서, 후술하는 표면 피복 방법의 조건에 따라서는, 가수분해 후에도 그 분자 내에 탄소 C를 도입한 비정질 상태로 되는 경우가 있다.However, in a reaction system involving an organic solvent such as alcohol, for example, even if water is present in the system in terms of stoichiometric composition, not all of the alkoxy groups, ether bonds, or ester bonds of the metal chelate compound or metal cyclic oligomer compound that are the starting materials are hydrolyzed, depending on the type or concentration of the organic solvent. Therefore, depending on the conditions of the surface coating method described below, there are cases where the molecule becomes an amorphous state with carbon C introduced into it even after hydrolysis.
그 결과, 피복막에는, 미분해의 금속 킬레이트 화합물 또는/및 금속 환상 올리고머 화합물이 함유되는 경우가 있지만, 미량이면 특히 문제는 없다.As a result, the coating film may contain undissolved metal chelate compounds or/and metal ring oligomer compounds, but there is no particular problem if the amount is small.
(4) 표면 처리제의 첨가량(4) Amount of surface treatment agent added
상술한 금속 킬레이트 화합물이나 금속 환상 올리고머 화합물의 첨가량은, 적외선 흡수 미립자 100질량부에 대하여, 금속 원소 환산에서 0.1질량부 이상, 1000질량부 이하인 것이 적합하다. 보다 바람직하게는, 1질량부 이상, 500질량부 이하의 범위이다. 더욱 바람직하게는, 10질량부 이상, 150질량부 이하의 범위이다.The amount of the metal chelate compound or metal ring oligomer compound added is preferably 0.1 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less in terms of the metal element, per 100 parts by mass of the infrared absorbing fine particles. More preferably, it is 1 part by mass or more and 500 parts by mass or less. Even more preferably, it is 10 parts by mass or more and 150 parts by mass or less.
이것은 금속 킬레이트 화합물 또는 금속 환상 올리고머 화합물이 0.1질량부 이상 있으면, 그들의 화합물의 가수분해 생성물이나, 당해 가수분해 생성물의 중합물이, 적외선 흡수 미립자의 표면을 피복하는 효과가 발휘되어 내습열성 향상의 효과가 얻어진다.When a metal chelate compound or a metal ring oligomer compound is present in an amount of 0.1 mass part or more, a hydrolysis product of these compounds or a polymer of the hydrolysis product has the effect of covering the surface of infrared absorbing fine particles, thereby obtaining the effect of improving moisture-heat resistance.
또한, 금속 킬레이트 화합물 또는 금속 환상 올리고머 화합물이 1000질량부 이하이면, 적외선 흡수 미립자에 대한 흡착량이 과잉이 되는 것을 회피할 수 있다. 또한, 표면 피복에 의한 내습열성의 향상이 포화하지 않아, 피복 효과의 향상을 기대할 수 있다.In addition, when the metal chelate compound or metal cyclic oligomer compound is 1000 parts by mass or less, it is possible to avoid excessive adsorption of infrared absorbing fine particles. In addition, since the improvement in moisture resistance due to surface coating is not saturated, an improvement in the coating effect can be expected.
또한, 금속 킬레이트 화합물 또는 금속 환상 올리고머 화합물이 1000질량부 이하인 것으로, 적외선 흡수 미립자에 대한 흡착량이 과잉이 되고, 매질 제거 시에 당해 금속 킬레이트 화합물 또는 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물이나, 당해 가수분해 생성물의 중합물을 개재해서 미립자끼리가 조립하기 쉬워지는 것을 회피할 수 있기 때문이다. 당해 요망되지 않는 미립자끼리의 조립 회피에 의해, 양호한 투명성을 담보할 수 있다.In addition, since the amount of the metal chelate compound or the metal cyclic oligomer compound is 1000 parts by mass or less, the amount of adsorption for the infrared absorbing fine particles becomes excessive, and when the medium is removed, the fine particles can be easily assembled through a hydrolysis product of the metal chelate compound or the metal cyclic oligomer compound or a polymer of the hydrolysis product. By avoiding the undesired assembly of the fine particles, good transparency can be secured.
이에 더하여, 금속 킬레이트 화합물 또는 금속 환상 올리고머 화합물의 과잉에 의한, 첨가량 및 처리 시간의 증가에 의한 생산 비용 증가도 회피할 수 있다. 따라서 공업적인 관점에서도 금속 킬레이트 화합물이나 금속 환상 올리고머 화합물의 첨가량은, 1000질량부 이하로 하는 것이 바람직하다.In addition, it is possible to avoid an increase in production costs due to an increase in the amount added and the processing time due to an excess of metal chelate compounds or metal cyclic oligomer compounds. Therefore, from an industrial perspective, it is preferable that the amount of metal chelate compounds or metal cyclic oligomer compounds added be 1000 parts by mass or less.
[3] 표면 피복 방법[3] Surface covering method
본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자의 표면 피복 방법에 있어서는, 먼저, 적외선 흡수 미립자를 적당한 매질 중에 분산시킨 피복막 형성용의 적외선 흡수 미립자 분산액(본 발명에 있어서 「피복막 형성용 분산액」이라고 기재하는 경우가 있다.)을 제조한다. 그리고, 제조된 피복막 형성용 분산액 중에 표면 처리제를 첨가해서 혼합 교반을 행한다. 그러면, 적외선 흡수 미립자의 표면이, 금속 킬레이트 화합물의 가수분해 생성물, 금속 킬레이트 화합물의 가수분해 생성물의 중합물, 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물, 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물의 중합물에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 피복막으로 피복된다.In the method for surface coating of infrared absorbing fine particles according to the present invention, first, a dispersion of infrared absorbing fine particles for forming a coating film (in the present invention, sometimes referred to as a “dispersion for forming a coating film”) is prepared by dispersing infrared absorbing fine particles in a suitable medium. Then, a surface treatment agent is added to the prepared dispersion for forming a coating film, and mixing and stirring are performed. Then, the surface of the infrared absorbing fine particles is coated with a coating film containing at least one selected from a hydrolysis product of a metal chelate compound, a polymer of a hydrolysis product of a metal chelate compound, a hydrolysis product of a metal cyclic oligomer compound, and a polymer of a hydrolysis product of a metal cyclic oligomer compound.
여기서, 본 발명에 관한 표면 피복 방법에 대해서, (1) 피복막 형성용 분산액의 제조, (2) 물을 매질로 하는 피복막 형성용 분산액의 제조, (3) 첨가수량을 조정한 피복막 형성용 분산액의 제조, (4) 피복막 형성용 분산액에 있어서의 혼합 교반 후의 처리의 순으로 설명한다.Here, the surface coating method according to the present invention is described in the following order: (1) preparation of a dispersion for forming a coating film, (2) preparation of a dispersion for forming a coating film using water as a medium, (3) preparation of a dispersion for forming a coating film by adjusting the amount of added water, and (4) treatment after mixing and stirring in the dispersion for forming a coating film.
(1) 피복막 형성용 분산액의 제조(1) Preparation of dispersion for forming a coating film
본 발명에 관한 피복막 형성용 분산액에 있어서는, 적외선 흡수 미립자인 텅스텐산화물 또는/및 복합 텅스텐산화물을 미리 미세하게 분쇄하고, 적당한 매질 중에 분산시켜서, 단분산의 상태로 해 두는 것이 바람직하다. 그리고, 이 분쇄, 분산 처리 공정 중에 있어서 분산 상태를 담보하여, 미립자끼리를 응집시키지 않는 것이 긴요하다. 이것은 적외선 흡수 미립자의 표면 처리 과정에 있어서, 당해 미립자가 응집을 일으켜서, 당해 미립자가 응집체의 상태에서 표면 피복되고, 나아가서는, 후술하는 적외선 흡수 미립자 분산체 중에 있어서도 당해 응집체가 잔존하여, 후술하는 적외선 흡수 미립자 분산체의 투명성이 저하되는 사태를 회피하기 위함이다.In the dispersion liquid for forming a coating film according to the present invention, it is preferable to first finely pulverize infrared-absorbing fine particles, such as tungsten oxide or/and composite tungsten oxide, and disperse them in a suitable medium to keep them in a monodisperse state. In addition, it is important to ensure the dispersion state during this pulverization and dispersion treatment process and not to cause the fine particles to aggregate with each other. This is to avoid a situation in which, during the surface treatment process of the infrared-absorbing fine particles, the fine particles aggregate, the fine particles are surface-coated in the state of aggregates, and further, the aggregates remain in the infrared-absorbing fine particle dispersion described later, thereby reducing the transparency of the infrared-absorbing fine particle dispersion described later.
따라서, 본 발명에 관한 피복막 형성용 분산액에 대하여 분쇄·분산 처리를 행함으로써, 본 발명에 관한 표면 처리제를 첨가했을 때, 개개의 적외선 흡수 미립자에 대하여, 당해 표면 처리제의 가수분해 생성물, 당해 가수분해 생성물의 중합물을, 균일 또한 견고하게 피복할 수 있다.Therefore, by performing a pulverization and dispersion treatment on the dispersion liquid for forming a coating film according to the present invention, when the surface treatment agent according to the present invention is added, the hydrolysis product of the surface treatment agent and the polymer of the hydrolysis product can be uniformly and firmly coated on each infrared absorbing fine particle.
당해 분쇄·분산 처리의 구체적 방법으로서는, 예를 들어, 비즈 밀, 볼 밀, 샌드밀, 페인트 셰이커, 초음파 호모지나이저 등의 장치를 사용한 분쇄·분산 처리 방법을 들 수 있다. 그 중에서도, 비즈, 볼, 오타와 샌드와 같은 매체 미디어를 사용한, 비즈 밀, 볼 밀, 샌드밀, 페인트 셰이커 등의 매체 교반 밀에서 분쇄, 분산 처리를 행하는 것은, 원하는 분산 입자경으로의 도달 시간이 짧은 점에서 바람직하다.As a specific method for the pulverizing and dispersion treatment, for example, a pulverizing and dispersion treatment method using a device such as a bead mill, a ball mill, a sand mill, a paint shaker, or an ultrasonic homogenizer can be mentioned. Among these, pulverizing and dispersion treatment using a medium stirring mill such as a bead mill, a ball mill, a sand mill, or a paint shaker using a medium media such as beads, balls, or Ottawa sand is preferable because the time required to reach the desired dispersed particle size is short.
(2) 물을 매질로 하는 피복막 형성용 분산액의 제조(2) Preparation of a dispersion for forming a coating film using water as a medium
본 발명자들은, 상술한 피복막 형성용 분산액의 제조에 있어서, 물을 매질로 하는 피복막 형성용 분산액을 교반 혼합하면서, 여기에, 본 발명에 관한 표면 처리제를 첨가하고, 또한, 첨가된 금속 킬레이트 화합물, 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 반응을 즉시 완료시키는 것이 바람직한 것을 지견했다. 본 발명에 있어서 「물을 매질로 하는 피복막 형성용 분산액」이라고 기재하는 경우가 있다.The present inventors have found that, in the production of the above-described dispersion for forming a coating film, it is preferable to add a surface treatment agent according to the present invention while stirring and mixing the dispersion for forming a coating film using water as a medium, and further to immediately complete the hydrolysis reaction of the added metal chelate compound and metal cyclic oligomer compound. In the present invention, it is sometimes described as a "dispersion for forming a coating film using water as a medium."
이것은 첨가한 본 발명에 관한 표면 처리제의 반응 순서가 영향을 미치고 있다고 생각된다. 즉, 물을 매질로 하는 피복막 형성용 분산액 중에 있어서는, 표면 처리제의 가수분해 반응이 반드시 선행하고, 그 후에, 생성한 가수분해 생성물의 중합 반응이 일어난다. 이 결과, 물을 매질로 하지 않는 경우와 비교하여 피복막 중에 존재하는 표면 처리제 분자 내의 탄소 C 잔존량을 저감할 수 있기 때문이라고 생각된다. 당해 피복막 중에 존재하는 표면 처리제 분자 내의 탄소 C 잔존량을 저감함으로써, 고밀도의 피복막을 형성할 수 있었다고 생각하고 있다.It is thought that this is because the reaction order of the surface treatment agent of the present invention that has been added has an effect. That is, in a dispersion for forming a coating film using water as a medium, the hydrolysis reaction of the surface treatment agent always takes place first, and then the polymerization reaction of the generated hydrolysis product takes place. As a result, it is thought that this is because the amount of residual carbon C in the surface treatment agent molecules present in the coating film can be reduced compared to the case where water is not used as a medium. It is thought that by reducing the amount of residual carbon C in the surface treatment agent molecules present in the coating film, a high-density coating film can be formed.
또한, 상술한 물을 매질로 하는 피복막 형성용 분산액 중에 있어서, 금속 킬레이트 화합물, 금속 환상 올리고머 화합물, 이들의 가수분해 생성물, 당해 가수분해 생성물의 중합물은, 첨가 개시 직후에는 금속 이온으로까지 분해되는 경우도 있지만, 그 경우, 포화 수용액이 되었을 즈음, 당해 금속 이온까지의 분해는 종료한다.In addition, among the dispersions for forming a coating film using the water as a medium described above, metal chelate compounds, metal ring oligomer compounds, hydrolysis products thereof, and polymers of the hydrolysis products may be decomposed into metal ions immediately after addition begins, but in such cases, the decomposition into the metal ions is completed when a saturated aqueous solution is formed.
한편, 당해 물을 매질로 하는 피복막 형성용 분산액 중에 있어서, 피복막 형성용 분산액 중에 있어서의 텅스텐산화물 또는/및 복합 텅스텐산화물의 분산 농도가 0.01질량% 이상 80질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 분산 농도가 이 범위이면, pH를 8이하로 할 수 있고, 본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자는 정전 반발에 의해 분산을 유지하고 있다.Meanwhile, in the dispersion liquid for forming a coating film using the water as a medium, it is preferable that the dispersion concentration of the tungsten oxide or/and the composite tungsten oxide in the dispersion liquid for forming a coating film be 0.01 mass% or more and 80 mass% or less. When the dispersion concentration is in this range, the pH can be 8 or less, and the infrared absorbing fine particles according to the present invention maintain dispersion by electrostatic repulsion.
그 결과, 모든 적외선 흡수 미립자의 표면은, 금속 킬레이트 화합물의 가수분해 생성물, 금속 킬레이트 화합물의 가수분해 생성물의 중합물, 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물, 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물의 중합물에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 피복막으로 피복되고, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자가 생성된다고 생각된다.As a result, it is thought that the surfaces of all infrared absorbing fine particles are covered with a coating film including at least one selected from a hydrolysis product of a metal chelate compound, a polymer of a hydrolysis product of a metal chelate compound, a hydrolysis product of a metal cyclic oligomer compound, and a polymer of a hydrolysis product of a metal cyclic oligomer compound, and surface-treated infrared absorbing fine particles according to the present invention are produced.
(3) 첨가수량을 조정한 피복막 형성용 분산액의 제조(3) Preparation of dispersion for forming a coating film with adjusted amount of additives
상술한 물을 매질로 하는 피복막 형성용 분산액의 제조법의 변형예로서, 피복막 형성용 분산액의 매질로서 유기 용제를 사용하여, 첨가수량을 적당한 값으로 조정하면서 상술한 반응 순서를 실현하는 방법도 있다. 본 발명에 있어서 「유기 용제를 매질로 하는 피복막 형성용 분산액」이라고 기재하는 경우가 있다.As a modified example of the method for producing a coating film-forming dispersion using water as a medium described above, there is also a method of realizing the above-described reaction sequence by using an organic solvent as a medium for the coating film-forming dispersion and adjusting the amount of added water to an appropriate value. In the present invention, there are cases where it is described as "a coating film-forming dispersion using an organic solvent as a medium."
당해 제조 방법은, 후공정의 사정에 의해 피복막 형성용 분산액 중에 포함되는 수분량을 저감하고 싶을 경우에도 편의하다.The manufacturing method is also convenient when it is desired to reduce the amount of moisture contained in the dispersion liquid for forming a coating film due to circumstances of a post-process.
구체적으로는, 유기 용제를 매질로 하는 피복막 형성용 분산액을 교반 혼합하면서, 본 발명에 관한 표면 처리제와 순수를 병행 적하하는 것이다. 이때, 반응 속도에 영향을 미치는 매질 온도나, 표면 처리제와 순수와의 적하 속도를 적절하게 제어한다. 또한, 유기 용제로서는, 알코올계, 케톤계, 글리콜계 등의 실온에서 물에 용해하는 용제이면 되고, 다양한 것을 선택하는 것이 가능하다.Specifically, while stirring and mixing the dispersion liquid for forming a coating film using an organic solvent as a medium, the surface treatment agent according to the present invention and pure water are added dropwise in parallel. At this time, the medium temperature that affects the reaction speed and the dropping speed of the surface treatment agent and pure water are appropriately controlled. In addition, as the organic solvent, any solvent that dissolves in water at room temperature, such as alcohol, ketone, or glycol, may be used, and various solvents can be selected.
(4) 피복막 형성용 분산액에 있어서의 혼합 교반 후의 처리(4) Treatment after mixing and stirring in the dispersion for forming a coating film
상술한 피복막 형성용 분산액의 제조 공정에서 얻어진 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자는, 적외선 흡수 미립자 분산체의 원료로서, 미립자 상태, 액체 매질 또는 고체 매질에 분산된 상태에서 사용할 수 있다.The surface-treated infrared absorbing fine particles according to the present invention obtained in the manufacturing process of the dispersion for forming the above-described coating film can be used as a raw material for an infrared absorbing fine particle dispersion in a fine particle state, or in a state dispersed in a liquid medium or a solid medium.
즉, 생성한 표면 처리 적외선 흡수 미립자는, 또한 가열 처리를 실시해서 피복막의 밀도나 화학적 안정성을 높인다고 하는 조작은 필요없다. 당해 가열 처리를 하지 않아도 이미 원하는 내습열성을 얻을 수 있을 정도로, 당해 피복막의 밀도나 밀착성은 충분히 높아지고 있기 때문이다.In other words, the surface-treated infrared absorbing microparticles that have been generated do not require any further heat treatment to increase the density or chemical stability of the coating film. This is because the density and adhesion of the coating film are sufficiently high enough to obtain the desired moisture and heat resistance even without the heat treatment.
다만, 피복막 형성용 분산액으로부터 표면 처리 적외선 흡수 미립자의 분말을 얻는 목적, 얻어진 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말을 건조하는 목적, 등에 의해 피복막 형성용 분산액이나 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말을 가열 처리하는 것은 가능하다. 그러나, 이 경우, 가열 처리 온도가, 표면 처리 적외선 흡수 미립자가 강하게 응집해서 강 응집체를 형성하는 온도를 초과하지 않도록 유의한다.However, it is possible to heat-treat the dispersion for forming a coating film or the surface-treated infrared-absorbing fine particle powder for the purpose of obtaining a powder of surface-treated infrared-absorbing fine particles from the dispersion for forming a coating film, for the purpose of drying the obtained surface-treated infrared-absorbing fine particle powder, etc. However, in this case, care should be taken not to allow the heat-treating temperature to exceed the temperature at which the surface-treated infrared-absorbing fine particles strongly aggregate to form strong aggregates.
이것은, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자에는, 최종적으로 사용되는 적외선 흡수 미립자 분산체에 있어서, 그들의 용도로부터, 대부분의 경우에는 투명성이 요구되기 때문이다. 적외선 흡수 재료로서 응집체를 사용해서, 적외선 흡수 미립자 분산체를 제작하면, 흐림도(헤이즈값)가 높은 것이 얻어져 버리게 된다. 만약 강 응집체를 형성하는 온도를 초과해서 가열 처리한 경우, 적외선 흡수 미립자 분산체의 투명성을 확보하기 위해서는, 당해 강 응집체를 건식 또는/및 습식으로 해쇄해서 재분산시키게 된다. 그러나, 당해 해쇄해서 재분산시킬 때, 표면 처리 적외선 흡수 미립자의 표면에 있는 피복막이 흠집이 생기고, 경우에 따라서는 일부의 피복막이 박리하여, 당해 미립자의 표면이 노출하는 것도 생각된다.This is because, in most cases, transparency is required for the surface-treated infrared-absorbing fine particles according to the present invention, in the infrared-absorbing fine particle dispersion that is ultimately used, from their intended use. If an infrared-absorbing fine particle dispersion is produced using an aggregate as an infrared-absorbing material, a high haze value is obtained. If heat treatment is performed at a temperature exceeding the temperature at which strong aggregates are formed, in order to secure transparency of the infrared-absorbing fine particle dispersion, the strong aggregates are disintegrated and redispersed in a dry or/and wet manner. However, when disintegrating and redispersing, it is thought that the coating film on the surface of the surface-treated infrared-absorbing fine particles may be scratched, and in some cases, a portion of the coating film may be peeled off, exposing the surface of the fine particles.
이상, 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자는, 혼합 교반 후의 처리의 후에 가열 처리를 필요로 하지 않으므로 강 응집을 일으키지 않고, 따라서 강 응집을 해쇄하기 위한 분산 처리가 불필요하거나, 또는 단시간에 끝난다. 이 결과, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자의 피복막은 흠집이 생기지 않고, 개개의 적외선 흡수 미립자를 피복한 상태가 된다. 그리고, 당해 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 사용해서 제조되는 적외선 흡수 미립자 분산체는, 종래의 방법으로 얻어지는 것보다, 우수한 내습열성을 나타낸다고 생각된다.As described above, the surface-treated infrared-absorbing fine particles according to the present invention do not require heat treatment after the treatment after mixing and stirring, and therefore do not cause strong agglomeration, and therefore dispersion treatment for breaking up the strong agglomeration is unnecessary or is completed in a short time. As a result, the coating film of the surface-treated infrared-absorbing fine particles according to the present invention is in a state where individual infrared-absorbing fine particles are covered without being scratched. In addition, it is thought that the infrared-absorbing fine particle dispersion manufactured using the surface-treated infrared-absorbing fine particles exhibits superior moisture-heat resistance than that obtained by a conventional method.
또한, 상술한 바와 같이, 피복막 중에 존재하는 표면 처리제 분자 내의 탄소 C의 잔존량을 저감함으로써, 고밀도의 피복막을 형성할 수 있다. 이 관점에서, 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 포함하는 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말에 있어서, 함유되는 탄소 농도는 0.2질량% 이상 5.0질량% 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.5질량% 이상 3.0질량% 이하이다.In addition, as described above, by reducing the residual amount of carbon C in the surface treatment agent molecules present in the coating film, a high-density coating film can be formed. From this viewpoint, in the surface-treated infrared-absorbing fine particle powder including the surface-treated infrared-absorbing fine particles, the contained carbon concentration is preferably 0.2 mass% or more and 5.0 mass% or less. More preferably, it is 0.5 mass% or more and 3.0 mass% or less.
[4] 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 사용해서 얻어지는 적외선 흡수 미립자 분산액, 적외선 흡수 미립자 분산체 및 적외선 흡수 기재, 그리고 물품[4] Infrared absorbing particle dispersion, infrared absorbing particle dispersion and infrared absorbing substrate obtained by using surface-treated infrared absorbing particles according to the present invention, and articles
이하, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 사용해서 얻어지는 적외선 흡수 미립자 분산체, 그리고 물품에 대해서, (1) 적외선 흡수 미립자 분산액, (2) 적외선 흡수 미립자 분산체, (3) 적외선 흡수 기재, (4) 적외선 흡수 미립자 분산체나 적외선 흡수 기재를 사용한 물품의 순으로 설명한다.Hereinafter, the infrared absorbing particle dispersion and the article obtained by using the surface-treated infrared absorbing particle according to the present invention are described in the following order: (1) infrared absorbing particle dispersion, (2) infrared absorbing particle dispersion, (3) infrared absorbing substrate, and (4) article using the infrared absorbing particle dispersion or infrared absorbing substrate.
(1) 적외선 흡수 미립자 분산액(1) Infrared absorbing fine particle dispersion
본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액은, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자가 액체 매질 중에 분산되어 있는 것이다. 당해 액체 매질로서는, 유기 용제, 유지, 액상 가소제, 경화에 의해 고분자화되는 화합물, 물에서 선택되는 1종 이상의 액체 매질을 사용할 수 있다.The infrared absorbing fine particle dispersion according to the present invention is a liquid medium in which the surface-treated infrared absorbing fine particles according to the present invention are dispersed. As the liquid medium, one or more liquid media selected from an organic solvent, fat, a liquid plasticizer, a compound that is polymerized by curing, and water can be used.
본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액에 대해서 (i) 제조 방법, (ii) 사용하는 유기 용제, (iii) 사용하는 유지, (iv) 사용하는 액상 가소제, (v) 사용하는 경화에 의해 고분자화되는 화합물, (vi) 사용하는 분산제, (vii) 적외선 흡수 미립자 분산액의 사용 방법의 순으로 설명한다.The infrared absorbing fine particle dispersion according to the present invention is described in the following order: (i) manufacturing method, (ii) organic solvent used, (iii) fat used, (iv) liquid plasticizer used, (v) compound polymerized by curing used, (vi) dispersant used, and (vii) method of using the infrared absorbing fine particle dispersion.
(i) 제조 방법(i) Manufacturing method
본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액을 제조하기 위해서는, 상술한 피복막 형성용 분산액을, 표면 처리 적외선 흡수 미립자의 강 응집을 회피할 수 있는 조건에서의 가열, 건조, 또는 예를 들어 실온 하에서의 진공 유동 건조, 분무 건조 등에 의해 건조하고, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말을 얻는다. 그리고, 당해 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말을, 상술한 액체 매질 중에 첨가해서 재분산시키면 된다. 또한, 피복막 형성용 분산액을, 표면 처리 적외선 흡수 미립자와 매질로 분리하고, 피복막 형성용 분산액의 매질을 적외선 흡수 미립자 분산액의 매질로 치환(소위, 용매 치환)하여, 적외선 흡수 미립자 분산액을 제조하는 것도 바람직한 구성이다.In order to produce the infrared-absorbing fine particle dispersion according to the present invention, the above-described coating film-forming dispersion is dried by heating or drying under conditions that can avoid strong agglomeration of the surface-treated infrared-absorbing fine particles, or by, for example, vacuum fluid drying, spray drying, or the like at room temperature, to obtain the surface-treated infrared-absorbing fine particle powder according to the present invention. Then, the surface-treated infrared-absorbing fine particle powder may be redispersed by adding it to the above-described liquid medium. In addition, it is also a preferable configuration to produce the infrared-absorbing fine particle dispersion by separating the coating film-forming dispersion into the surface-treated infrared-absorbing fine particles and the medium, and replacing the medium of the coating film-forming dispersion with the medium of the infrared-absorbing fine particle dispersion (so-called, solvent substitution).
진공 유동 건조에 의한 처리에서는, 감압 분위기 하에서 건조와 해쇄의 처리를 동시에 행하기 때문에, 건조 속도가 빠른 데다가 표면 처리 적외선 흡수 미립자의 응집을 회피할 수 있다. 또한, 감압 분위기 하에서의 건조 때문에, 비교적 저온에서도 휘발 성분을 제거할 수 있어, 잔존하는 휘발 성분량도 한없이 적게 할 수 있다. 또한, 분무 건조에 의한 처리에서는, 휘발 성분의 표면력에 기인하는 2차 응집이 발생하기 어려워, 해쇄 처리를 실시하지 않더라도 비교적 2차 응집하지 않은 표면 처리 적외선 흡수 미립자가 얻어진다.In the treatment by vacuum fluid drying, since drying and disintegration are performed simultaneously under a reduced pressure atmosphere, the drying speed is fast and agglomeration of the surface-treated infrared-absorbing fine particles can be avoided. In addition, since drying is performed under a reduced pressure atmosphere, volatile components can be removed even at relatively low temperatures, so the amount of remaining volatile components can be made infinitely small. In addition, in the treatment by spray drying, secondary agglomeration due to the surface force of the volatile components is unlikely to occur, so even if a disintegration treatment is not performed, surface-treated infrared-absorbing fine particles that are relatively free of secondary agglomeration can be obtained.
한편, 미리, 피복막 형성용 분산액의 매질과, 적외선 흡수 미립자 분산액의 매질을 일치시켜 두고, 표면 처리 후의 피복막 형성용 분산액을, 그대로 적외선 흡수 미립자 분산액으로 하는 것도 바람직한 구성이다.Meanwhile, it is also a desirable configuration to match the medium of the dispersion liquid for forming a coating film and the medium of the infrared-absorbing fine particle dispersion liquid in advance, and to use the dispersion liquid for forming a coating film after surface treatment as an infrared-absorbing fine particle dispersion liquid as it is.
(ii) 사용하는 유기 용제(ii) Organic solvent used
본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액에 사용하는 유기 용제로서는, 알코올계, 케톤계, 탄화수소계, 글리콜계, 수계 등을 사용할 수 있다.As the organic solvent used in the infrared absorbing fine particle dispersion of the present invention, alcohol-based, ketone-based, hydrocarbon-based, glycol-based, aqueous-based, etc. can be used.
구체적으로는, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 펜탄올, 벤질 알코올, 디아세톤 알코올 등의 알코올계 용제;Specifically, alcohol solvents such as methanol, ethanol, 1-propanol, isopropanol, butanol, pentanol, benzyl alcohol, diacetone alcohol, etc.;
아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸프로필케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 이소포론 등의 케톤계 용제;Ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, and isophorone;
3-메틸-메톡시-프로피오네이트 등의 에스테르계 용제;Ester solvents such as 3-methyl-methoxy-propionate;
에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜이소프로필에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜에틸에테르아세테이트 등의 글리콜유도체;Glycol derivatives such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol isopropyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol methyl ether acetate, and propylene glycol ethyl ether acetate;
포름아미드, N-메틸포름아미드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 아미드류;Amides such as formamide, N-methylformamide, dimethylformamide, dimethylacetamide, and N-methyl-2-pyrrolidone;
톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류;Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene;
에틸렌클로라이드, 클로로벤젠, 등을 사용할 수 있다.Ethylene chloride, chlorobenzene, etc. can be used.
그리고, 이들의 유기 용제 중에서도, 특히, 디메틸케톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 톨루엔, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 아세트산n-부틸, 등을 바람직하게 사용할 수 있다.And, among these organic solvents, in particular, dimethyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, propylene glycol monomethyl ether acetate, n-butyl acetate, etc. can be preferably used.
(iii) 사용하는 유지(iii) Maintenance in use
본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액에 사용하는 유지로서는, 식물유지방 또는 식물 유래 유지가 바람직하다.As the oil used in the infrared absorbing fine particle dispersion according to the present invention, vegetable oil or plant-derived oil is preferable.
식물유로서는, 아마인유, 해바라기유, 동유, 들기름 등의 건성유, 참기름, 면실유, 채종유, 대두유, 미강유, 양귀비유 등의 반건성유, 올리브유, 야자유, 팜유, 탈수 피마자유 등의 불건성유, 등을 사용할 수 있다.As vegetable oils, drying oils such as linseed oil, sunflower oil, tung oil, and peanut oil can be used; semi-drying oils such as sesame oil, cottonseed oil, rapeseed oil, soybean oil, rice bran oil, and poppy oil can be used; and non-drying oils such as olive oil, coconut oil, palm oil, and dehydrated castor oil can be used.
식물유 유래의 화합물로서는, 식물유의 지방산과 모노알코올을 직접 에스테르 반응시킨 지방산 모노에스테르, 에테르류, 등을 사용할 수 있다.As compounds derived from plant oils, fatty acid monoesters, ethers, etc., which are obtained by directly esterifying fatty acids and monoalcohols of plant oils, can be used.
또한, 시판되는 석유계 용제도 유지로서 사용할 수 있다.Additionally, commercially available petroleum-based solvents can also be used as maintenance.
시판 중인 석유계 용제로서, 아이소파(등록상표 )E, 엑솔(등록상표) Hexane, Heptane, E, D30, D40, D60, D80, D95, D110, D130(이상, 엑손 모빌제), 등을 사용할 수 있다.As commercially available petroleum solvents, Isopa (registered trademark) E, Exol (registered trademark) Hexane, Heptane, E, D30, D40, D60, D80, D95, D110, D130 (all manufactured by Exxon Mobil), etc. can be used.
(iv) 사용하는 액상 가소제(iv) Liquid plasticizer used
본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액에 사용하는 액상 가소제로서는, 예를 들어 1가 알코올과 유기산 에스테르와의 화합물인 가소제, 다가 알코올 유기산 에스테르 화합물 등의 에스테르계인 가소제, 유기 인산계 가소제 등의 인산계인 가소제, 등을 사용할 수 있다. 또한, 모두 실온에서 액상인 것이 바람직하다.As the liquid plasticizer used in the infrared absorbing fine particle dispersion according to the present invention, for example, a plasticizer which is a compound of a monohydric alcohol and an organic acid ester, an ester-based plasticizer such as a polyhydric alcohol organic acid ester compound, a phosphoric acid-based plasticizer such as an organic phosphoric acid-based plasticizer, etc. can be used. In addition, it is preferable that all of them are liquid at room temperature.
그 중에서도, 다가 알코올과 지방산으로부터 합성된 에스테르 화합물인 가소제를 바람직하게 사용할 수 있다. 당해 다가 알코올과 지방산으로부터 합성된 에스테르 화합물은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 트리프로필렌글리콜 등의 글리콜과, 부티르산, 이소부티르산, 카프로산, 2-에틸부티르산, 헵틸산, n-옥틸산, 2-에틸헥실산, 펠라르곤산(n-노닐산), 데실산 등의 1염기성 유기산과의 반응에 의해 얻어진, 글리콜계 에스테르 화합물, 등을 사용할 수 있다.Among these, a plasticizer which is an ester compound synthesized from a polyhydric alcohol and a fatty acid can be preferably used. The ester compound synthesized from the polyhydric alcohol and the fatty acid is not particularly limited, and for example, glycols such as triethylene glycol, tetraethylene glycol, and tripropylene glycol, and monobasic organic acids such as butyric acid, isobutyric acid, caproic acid, 2-ethylbutyric acid, heptyl acid, n-octyl acid, 2-ethylhexylic acid, pelargonic acid (n-nonylic acid), and decylic acid, obtained by the reaction thereof, and the like can be used.
또한, 테트라에틸렌글리콜, 트리프로필렌글리콜과, 상기 1염기성 유기와의 에스테르 화합물 등도 들 수 있다.In addition, tetraethylene glycol, tripropylene glycol, and ester compounds with the above-mentioned monobasic organic compounds may also be mentioned.
그 중에서도, 트리에틸렌글리콜디헥사네이트, 트리에틸렌글리콜디-2-에틸부티레이트, 트리에틸렌글리콜디-옥타네이트, 트리에틸렌글리콜디-2-에틸헥사노네이트 등의 트리에틸렌글리콜의 지방산 에스테르 등을 사용할 수 있다. 또한, 트리에틸렌글리콜의 지방산 에스테르도 바람직하게 사용할 수 있다.Among these, fatty acid esters of triethylene glycol such as triethylene glycol dihexanate, triethylene glycol di-2-ethylbutyrate, triethylene glycol di-octanate, and triethylene glycol di-2-ethylhexanonate can be used. In addition, fatty acid esters of triethylene glycol can also be preferably used.
(v) 사용하는 경화에 의해 고분자화되는 화합물(v) a compound polymerized by the curing agent used;
본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액에 사용하는, 경화에 의해 고분자화되는 화합물은, 중합 등에 의해 고분자를 형성하는 단량체나 올리고머이다.The compound that is polymerized by curing and used in the infrared absorbing fine particle dispersion according to the present invention is a monomer or oligomer that forms a polymer by polymerization or the like.
구체적으로는, 메틸메타크릴레이트 단량체, 아크릴레이트 단량체, 스티렌 수지 단량체, 등을 사용할 수 있다.Specifically, methyl methacrylate monomer, acrylate monomer, styrene resin monomer, etc. can be used.
이상, 설명한 액상 매질은, 2종 이상을 조합해서 사용할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 이들 액상 매질에 산이나 알칼리를 첨가해서 pH 조정해도 된다.Above, the liquid media described can be used in combination of two or more. In addition, if necessary, acid or alkali can be added to these liquid media to adjust the pH.
(vi) 사용하는 분산제(vi) Dispersant used
본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액 중에 있어서, 표면 처리 적외선 흡수 미립자의 분산 안정성을 한층 더 향상시켜서, 재응집에 의한 분산 입자경의 조대화를 회피하기 위해서, 각종 분산제, 계면 활성제, 커플링제 등의 첨가도 바람직하다.In order to further improve the dispersion stability of the surface-treated infrared absorbing particles in the infrared absorbing particle dispersion of the present invention and to avoid coarsening of the dispersed particle size due to re-agglomeration, it is also preferable to add various dispersants, surfactants, coupling agents, etc.
당해 분산제, 커플링제, 계면 활성제는 용도에 맞춰서 선정 가능하지만, 아민을 함유하는 기, 수산기, 카르복실기, 술포기 또는, 에폭시기를 관능기로서 갖는 것인 것이 바람직하다. 이들의 관능기는, 표면 처리 적외선 흡수 미립자의 표면에 흡착해서 응집을 방지하고, 균일하게 분산시키는 효과를 갖는다. 이들의 관능기의 어느 것을 분자 중에 갖는 고분자계 분산제는, 더욱 바람직하다.The dispersant, coupling agent, and surfactant may be selected according to the intended use, but those having an amine-containing group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfo group, or an epoxy group as a functional group are preferable. These functional groups have the effect of preventing aggregation and uniformly dispersing by adsorbing to the surface of the surface-treated infrared absorbing fine particles. A polymer-based dispersant having any of these functional groups in the molecule is more preferable.
또한, 관능기를 갖는 아크릴-스티렌 공중합체계 분산제도 바람직한 분산제로서 들 수 있다. 그 중에서도, 카르복실기를 관능기로서 갖는 아크릴-스티렌 공중합체계 분산제, 아민을 함유하는 기를 관능기로서 갖는 아크릴계 분산제를, 보다 바람직한 예로서 들 수 있다. 관능기에 아민을 함유하는 기를 갖는 분산제는, 분자량 Mw 2000 내지 200000, 아민가 5 내지 100㎎KOH/g인 것이 바람직하다. 또한, 카르복실기를 갖는 분산제에서는, 분자량 Mw 2000 내지 200000, 산가 1 내지 50㎎KOH/g인 것이 바람직하다.In addition, an acrylic-styrene copolymer dispersant having a functional group can also be mentioned as a preferable dispersant. Among these, an acrylic-styrene copolymer dispersant having a carboxyl group as a functional group and an acrylic dispersant having an amine-containing group as a functional group can be mentioned as more preferable examples. The dispersant having an amine-containing group as a functional group preferably has a molecular weight Mw of 2,000 to 200,000 and an amine value of 5 to 100 mgKOH/g. In addition, in the dispersant having a carboxyl group, a molecular weight Mw of 2,000 to 200,000 and an acid value of 1 to 50 mgKOH/g are preferable.
시판 중인 분산제에 있어서의 바람직한 구체예로서는, 닛본 루브리졸사제 SOLSPERSE(등록상표)(이하 동일) 3000, 5000, 9000, 11200, 12000, 13000, 13240, 13650, 13940, 16000, 17000, 18000, 20000, 21000, 24000SC, 24000GR, 26000, 27000, 28000, 31845, 32000, 32500, 32550, 32600, 33000, 33500, 34750, 35100, 35200, 36600, 37500, 38500, 39000, 41000, 41090, 53095, 55000, 56000, 71000, 76500, J180, J200, M387 등; SOLPLUS(등록상표)(이하 동일) D510, D520, D530, D540, DP310, K500, L300, L400, R700 등; 빅 케미·재팬사제 Disperbyk(등록상표)(이하 동일)-101, 102, 103, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 116, 130, 140, 142, 145, 154, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 170, 171, 174, 180, 181, 182, 183, 184, 185, 190, 191, 192, 2000, 2001, 2009, 2020, 2025, 2050, 2070, 2095, 2096, 2150, 2151, 2152, 2155, 2163, 2164, Anti-Terra(등록상표)(이하 동일)-U, 203, 204 등; BYK(등록상표)(이하 동일)-P104, P104S, P105, P9050, P9051, P9060, P9065, P9080, 051, 052, 053, 054, 055, 057, 063, 065, 066N, 067A, 077, 088, 141, 220S, 300, 302, 306, 307, 310, 315, 320, 322, 323, 325, 330, 331, 333, 337, 340, 345, 346, 347, 348, 350, 354, 355, 358N, 361N, 370, 375, 377, 378, 380N, 381, 392, 410, 425, 430, 1752, 4510, 6919, 9076, 9077, W909, W935, W940, W961, W966, W969, W972, W980, W985, W995, W996, W9010, Dynwet800, Sic lean3700, UV3500, UV3510, UV3570 등; 에프카 애디티브즈사제 EFKA(등록상표)(이하 동일) 2020, 2025, 3030, 3031, 3236, 4008, 4009, 4010, 4015, 4020, 4046, 4047, 4050, 4055, 4060, 4080, 4300, 4310, 4320, 4330, 4340, 4400, 4401, 4402, 4403, 4500, 5066, 5220, 6220, 6225, 6230, 6700, 6780, 6782, 7462, 8503 등; BASF 재팬사제 JONCRYL(등록상표)(이하 동일) 67, 678, 586, 611, 680, 682, 690, 819, -JDX5050 등; 오츠카 가가꾸사제 TERPLUS(등록상표)(이하 동일) MD1000, D1180, D1130 등; 아지노모토 파인테크노사제 아지스퍼(등록상표)(이하 동일) PB-711, PB-821, PB-822 등; 구스모토 가세이사제 디스팔론(등록상표)(이하 동일) 1751N, 1831, 1850, 1860, 1934, DA-400N, DA-703-50, DA-325, DA-375, DA-550, DA-705, DA-725, DA-1401, DA-7301, DN-900, NS-5210, NVI-8514L 등; 도아 고세사제 알폰(등록상표)(이하 동일) UH-2170, UC-3000, UC-3910, UC-3920, UF-5022, UG-4010, UG-4035, UG-4040, UG-4070, 레제다(등록상표)(이하 동일) GS-1015, GP-301, GP-301S 등; 미쯔비시 가가꾸사제 다이아날(등록상표)(이하 동일)BR-50, BR-52, BR-60, BR-73, BR-77, BR80, BR-83, BR85, BR87, BR88, BR-90, BR-96, BR102, BR-113, BR116 등을 들 수 있다.Preferred specific examples of commercially available dispersants include SOLSPERSE (registered trademark) manufactured by Nippon Lubrizol Co., Ltd. (hereinafter the same applies) 3000, 5000, 9000, 11200, 12000, 13000, 13240, 13650, 13940, 16000, 17000, 18000, 20000, 21000, 24000SC, 24000GR, 26000, 27000, 28000, 31845, 32000, 32500, 32550, 32600, 33000, 33500, 34750, 35100, 35200, 36600, 37500, 38500, 39000, 41000, 41090, 53095, 55000, 56000, 71000, 76500, J180, J200, M387, etc.; SOLPLUS (registered trademark) (hereinafter the same) D510, D520, D530, D540, DP310, K500, L300, L400, R700, etc.; Big Chemistry Japan Saejae Disperbyk (registered trademark) (hereinafter the same) - 101, 102, 103, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 116, 130, 140, 142, 145, 154, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 167, 168, 170, 171, 174, 180, 181, 182, 183, 184, 185, 190, 191, 192, 2000, 2001, 2009, 2020, 2025, 2050, 2070, 2095, 2096, 2150, 2151, 2152, 2155, 2163, 2164, Anti-Terra (registered trademark) (hereinafter the same)-U, 203, 204, etc.; BYK (registered trademark) (hereinafter the same) - P104, P104S, P105, P9050, P9051, P9060, P9065, P9080, 051, 052, 053, 054, 055, 057, 063, 065, 066N, 067A, 077, 088, 141, 220S, 300, 302, 306, 307, 310, 315, 320, 322, 323, 325, 330, 331, 333, 337, 340, 345, 346, 347, 348, 350, 354, 355, 358N, 361N, 370, 375, 377, 378, 380N, 381, 392, 410, 425, 430, 1752, 4510, 6919, 9076, 9077, W909, W935, W940, W961, W966, W969, W972, W980, W985, W995, W996, W9010, Dynwet800, Sic lean3700, UV3500, UV3510, UV3570, etc.; EFKA Additives EFKA (registered trademark) (hereinafter the same) 2020, 2025, 3030, 3031, 3236, 4008, 4009, 4010, 4015, 4020, 4046, 4047, 4050, 4055, 4060, 4080, 4300, 4310, 4320, 4330, 4340, 4400, 4401, 4402, 4403, 4500, 5066, 5220, 6220, 6225, 6230, 6700, 6780, 6782, 7462, 8503, etc.; BASF Japan Co., Ltd. JONCRYL (registered trademark) (hereinafter the same) 67, 678, 586, 611, 680, 682, 690, 819, -JDX5050, etc.; Otsuka Chemical Co., Ltd. TERPLUS (registered trademark) (hereinafter the same) MD1000, D1180, D1130, etc.; Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd. AJISPER (registered trademark) (hereinafter the same) PB-711, PB-821, PB-822, etc. Dispalon (registered trademark) manufactured by Kusumoto Kasei Corporation (hereinafter the same applies) 1751N, 1831, 1850, 1860, 1934, DA-400N, DA-703-50, DA-325, DA-375, DA-550, DA-705, DA-725, DA-1401, DA-7301, DN-900, NS-5210, NVI-8514L, etc.; Examples thereof include Doa Kose Corporation's Alphon (registered trademark) (the same applies hereinafter) UH-2170, UC-3000, UC-3910, UC-3920, UF-5022, UG-4010, UG-4035, UG-4040, UG-4070, Rejeda (registered trademark) (the same applies hereinafter) GS-1015, GP-301, GP-301S, etc.; Mitsubishi Chemical Corporation's Dianal (registered trademark) (the same applies hereinafter) BR-50, BR-52, BR-60, BR-73, BR-77, BR80, BR-83, BR85, BR87, BR88, BR-90, BR-96, BR102, BR-113, BR116, etc.
(vii) 적외선 흡수 미립자 분산액의 사용 방법(vii) Method of using infrared absorbing fine particle dispersion
상술한 바와 같이 해서 제조된 본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액은, 적당한 기재의 표면에 도포하고, 여기에 분산막을 형성해서 적외선 흡수 기재로서 이용할 수 있다. 즉, 당해 분산막은, 적외선 흡수 미립자 분산액의 건조 고화물의 1종이다.The infrared absorbing particle dispersion of the present invention manufactured as described above can be applied to the surface of a suitable substrate and a dispersion film formed thereon to be used as an infrared absorbing substrate. That is, the dispersion film is a type of dried solidified product of the infrared absorbing particle dispersion.
또한, 당해 적외선 흡수 미립자 분산액을 건조하고, 분쇄 처리하여, 본 발명에 관한 분말상의 적외선 흡수 미립자 분산체(본 발명에 있어서 「분산분」이라고 기재하는 경우도 있다.)로 할 수 있다. 즉, 당해 분산분은, 적외선 흡수 미립자 분산액의 건조 고화물의 1종이다. 당해 분산분은 표면 처리 적외선 흡수 미립자가 고체 매질 중(분산제 등)에 분산된 분말상의 분산체이며, 상술한 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말과는 구별된다. 당해 분산분은 분산제를 포함하고 있기 때문에, 적절한 매질과 혼합함으로써 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 매질 중에 용이하게 재분산시키는 것이 가능하다.In addition, the infrared-absorbing particle dispersion may be dried and pulverized to obtain a powdery infrared-absorbing particle dispersion according to the present invention (also sometimes referred to as “dispersion” in the present invention). That is, the dispersion is a type of dried solidified product of the infrared-absorbing particle dispersion. The dispersion is a powdery dispersion in which surface-treated infrared-absorbing particles are dispersed in a solid medium (such as a dispersant), and is distinct from the surface-treated infrared-absorbing particle powder described above. Since the dispersion contains a dispersant, it is possible to easily redisperse the surface-treated infrared-absorbing particles in the medium by mixing it with an appropriate medium.
당해 분산분은, 적외선 흡수 제품에 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 분산 상태에서 첨가하는 원료로서 사용할 수 있다. 즉, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자가 고체 매질 중에 분산된 당해 분산분을, 다시, 액체 매질 중에 분산시켜서, 적외선 흡수 제품용의 분산액으로서 사용해도 되고, 후술하는 바와 같이 당해 분산분을 수지 속에 이겨넣어서 사용해도 된다.The dispersion can be used as a raw material for adding surface-treated infrared absorbing particles in a dispersed state to an infrared absorbing product. That is, the dispersion in which the surface-treated infrared absorbing particles according to the present invention are dispersed in a solid medium can be dispersed again in a liquid medium and used as a dispersion liquid for an infrared absorbing product, or the dispersion can be used by kneading it into a resin as described below.
한편, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 액상의 매질에 혼합·분산시킨 적외선 흡수 미립자 분산액은, 광열 변환을 이용한 여러가지 용도로 사용된다.Meanwhile, an infrared absorbing particle dispersion solution prepared by mixing and dispersing the surface-treated infrared absorbing particles of the present invention in a liquid medium is used for various purposes utilizing photothermal conversion.
예를 들어, 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 미경화의 열경화성 수지에 첨가하거나, 또는 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 적당한 용매 중에 분산한 후, 미경화의 열경화성 수지를 첨가함으로써, 경화형 잉크 조성물을 얻을 수 있다. 당해 경화형 잉크 조성물은, 소정의 기재 상에 마련되고, 적외선 등의 적외선을 조사하여 경화했을 때, 당해 기재로의 밀착성이 우수한 것이다. 그리고, 당해 경화형 잉크 조성물은, 종래의 잉크로서의 용도에 더하여, 소정량을 도포하고, 여기에 적외선 등의 전자파를 조사해서 경화시켜서 쌓아 올려, 후 3차원 물체를 조형하는 광조형법에 최적인 경화형 잉크 조성물이 된다.For example, by adding surface-treated infrared-absorbing fine particles to an uncured thermosetting resin, or by dispersing the surface-treated infrared-absorbing fine particles according to the present invention in a suitable solvent and then adding an uncured thermosetting resin, a curable ink composition can be obtained. The curable ink composition has excellent adhesion to the substrate when provided on a predetermined substrate and cured by irradiating it with infrared rays such as infrared. Then, in addition to its use as a conventional ink, the curable ink composition becomes a curable ink composition that is optimal for a stereolithography method for forming a three-dimensional object by applying a predetermined amount, irradiating it with electromagnetic waves such as infrared rays, curing it, and then stacking it.
(2) 적외선 흡수 미립자 분산체(2) Infrared absorbing particulate dispersion
본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산체는, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자가 고체 매질 중에 분산되어 있는 것이다. 또한, 당해 고체 매질로서는, 수지, 유리, 등의 고체 매질을 사용할 수 있다.The infrared absorbing fine particle dispersion according to the present invention is one in which the surface-treated infrared absorbing fine particles according to the present invention are dispersed in a solid medium. In addition, as the solid medium, a solid medium such as resin or glass can be used.
본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산체에 대해서 (i) 제조 방법, (ii) 내습열성, (iii) 내열성, (iv) 헤이즈값의 순으로 설명한다.The infrared absorbing fine particle dispersion of the present invention is described in the following order: (i) manufacturing method, (ii) moisture resistance, (iii) heat resistance, and (iv) haze value.
(i) 제조 방법(i) Manufacturing method
본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 수지에 이겨넣어서, 필름이나 보드로 성형하는 경우, 당해 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 직접 수지에 이겨넣는 것이 가능하다. 또한, 상기 적외선 흡수 미립자 분산액과 수지를 혼합하는 것, 또는 당해 표면 처리 적외선 흡수 미립자가 고체 매질에 분산된 분말상의 분산체를 액체 매질에 첨가하고 또한 수지와 혼합하는 것도 가능하다.When the surface-treated infrared absorbing fine particles of the present invention are mixed with a resin and formed into a film or board, it is possible to directly mix the surface-treated infrared absorbing fine particles with the resin. In addition, it is also possible to mix the infrared absorbing fine particle dispersion with the resin, or to add a powdery dispersion of the surface-treated infrared absorbing fine particles dispersed in a solid medium to a liquid medium and further to mix with the resin.
고체 매질로서 수지를 사용한 경우, 예를 들어 두께 0.1㎛ 내지 50㎜의 필름 또는 보드를 구성하는 형태여도 된다.When a resin is used as a solid medium, it may be in the form of a film or board having a thickness of 0.1 ㎛ to 50 mm, for example.
일반적으로, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 수지에 이겨넣을 때, 수지의 융점 부근의 온도(200 내지 300℃ 전후)에서 가열 혼합해서 이겨넣게 된다.In general, when the surface-treated infrared absorbing fine particles of the present invention are mixed into a resin, they are mixed by heating at a temperature near the melting point of the resin (around 200 to 300°C).
이 경우, 또한 당해 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 수지에 혼합해서 펠릿화하고, 당해 펠릿을 각 방식으로 필름이나 보드를 형성하는 것도 가능하다. 예를 들어, 압출 성형법, 인플레이션 성형법, 용액 유연법, 캐스팅법 등에 의해 형성 가능하다. 이때의 필름이나 보드의 두께는, 사용 목적에 따라 적절히 설정하면 되고, 수지에 대한 필러양(즉, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자의 배합량)은, 기재의 두께나 필요로 하는 광학 특성, 기계 특성에 따라서 가변이지만, 일반적으로 수지에 대하여 50질량% 이하가 바람직하다.In this case, it is also possible to mix the surface-treated infrared-absorbing fine particles into a resin, pelletize them, and form a film or board using the pellets in each method. For example, it can be formed by an extrusion molding method, an inflation molding method, a solution casting method, a casting method, etc. The thickness of the film or board at this time can be appropriately set depending on the intended use, and the amount of filler for the resin (i.e., the blending amount of the surface-treated infrared-absorbing fine particles according to the present invention) varies depending on the thickness of the substrate or the required optical and mechanical properties, but is generally preferably 50 mass% or less with respect to the resin.
수지에 대한 필러양이 50질량% 이하이면 고체상 수지 중에서의 미립자끼리의 조립을 회피할 수 있으므로, 양호한 투명성을 유지할 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자의 사용량도 제어할 수 있으므로 비용적으로도 유리하다.When the filler content in the resin is 50 mass% or less, the fine particles in the solid resin can be prevented from coagulating with each other, so that good transparency can be maintained. In addition, the amount of the surface-treated infrared absorbing fine particles according to the present invention can be controlled, so that it is advantageous in terms of cost.
한편, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 고체 매질에 분산시킨 적외선 흡수 미립자 분산체를, 추가로 분쇄하여 분말로 한 상태에서도 이용할 수 있다. 당해 구성을 취하는 경우, 분말상의 적외선 흡수 미립자 분산체에 있어서, 이미, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자가 고체 매질 중에서 충분히 분산되어 있다. 따라서, 당해 분말상의 적외선 흡수 미립자 분산체를 소위 마스터배치로 하여, 적당한 액체 매질에 용해시키거나, 수지 펠릿 등과 혼련시키거나 함으로써, 용이하게, 액상 또는 고형상의 적외선 흡수 미립자 분산체를 제조할 수 있다.Meanwhile, the infrared-absorbing fine particle dispersion, in which the surface-treated infrared-absorbing fine particles according to the present invention are dispersed in a solid medium, can also be used in a state in which it is further pulverized into a powder. When the above-mentioned configuration is adopted, in the powder-form infrared-absorbing fine particle dispersion, the surface-treated infrared-absorbing fine particles according to the present invention are already sufficiently dispersed in the solid medium. Therefore, by dissolving the powder-form infrared-absorbing fine particle dispersion in a so-called masterbatch, or mixing it with resin pellets or the like, it is possible to easily produce a liquid or solid infrared-absorbing fine particle dispersion.
또한, 상술한 필름이나 보드의 매트릭스가 되는 수지는, 특별히 한정되는 것이 아니고 용도에 맞춰서 선택 가능하다. 저비용으로 투명성이 높고 범용성이 넓은 수지로서, PET 수지, 아크릴 수지, 폴리아미드 수지, 염화비닐 수지, 폴리카르보네이트 수지, 올레핀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 등을 사용할 수 있다. 또한, 내후성을 고려해서 불소 수지를 사용할 수도 있다.In addition, the resin that becomes the matrix of the above-mentioned film or board is not particularly limited and can be selected according to the purpose. As a resin that is low cost, highly transparent, and widely versatile, PET resin, acrylic resin, polyamide resin, vinyl chloride resin, polycarbonate resin, olefin resin, epoxy resin, polyimide resin, etc. can be used. In addition, considering weather resistance, a fluorine resin can also be used.
(ii) 내습열성(ii) Moisture resistance
본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산체는, 가시광 투과율 80% 전후로 설정한 당해 분산체를, 온도 85℃ 상대 습도 90%의 습열 분위기 중에 9일간 폭로를 행했을 때, 당해 폭로 전후에 있어서의 일사 투과율의 변화량이 2.0% 이하이고, 우수한 내습열성을 갖고 있다.The infrared absorbing fine particle dispersion of the present invention, when the dispersion, which has a visible light transmittance of about 80%, is exposed to a moist heat atmosphere at a temperature of 85°C and a relative humidity of 90% for 9 days, has an amount of change in the solar transmittance before and after the exposure of 2.0% or less and has excellent moisture-heat resistance.
(iii) 내열성(iii) Heat resistance
본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산체는, 가시광 투과율 80% 전후로 설정한 당해 분산체를, 온도 120℃의 대기 분위기 하에 30일간 폭로를 행했을 때, 당해 폭로 전후에 있어서의 일사 투과율의 변화량이 6.0% 이하이고, 우수한 내열성을 갖고 있다.The infrared absorbing fine particle dispersion of the present invention has excellent heat resistance, and when the dispersion, which has a visible light transmittance of about 80%, is exposed to an air atmosphere at a temperature of 120°C for 30 days, the change in the solar transmittance before and after the exposure is 6.0% or less.
(iv) 헤이즈값(iv) Haze value
본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산체는, 가시광 투과율 80% 전후에서 헤이즈값이 1.5% 이하이고, 시인성이 우수한 것이다.The infrared absorbing fine particle dispersion of the present invention has a haze value of 1.5% or less at a visible light transmittance of about 80% and excellent visibility.
(3) 적외선 흡수 기재(3) Infrared absorbing material
본 발명에 관한 적외선 흡수 기재는, 1매 이상의 소정의 기재의 적어도 한쪽 면에, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 함유하는 분산막이, 코팅층으로서 형성되어 있는 것이다.The infrared absorbing substrate according to the present invention is formed as a coating layer with a dispersion film containing surface-treated infrared absorbing fine particles according to the present invention on at least one surface of one or more predetermined substrates.
소정의 기재 표면에, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 함유하는 분산막이, 코팅층으로서 형성되어 있음으로써, 본 발명에 관한 적외선 흡수 기재는, 내습열성 및 화학 안정성이 우수하고, 또한 적외선 흡수 재료로서 적합하게 이용할 수 있는 것이다.By forming a dispersion film containing surface-treated infrared absorbing fine particles according to the present invention as a coating layer on a predetermined substrate surface, the infrared absorbing substrate according to the present invention has excellent moisture-heat resistance and chemical stability, and can be suitably used as an infrared absorbing material.
본 발명에 관한 적외선 흡수 기재에 대해서 (i) 제조 방법, (ii) 내습열성, (iii) 내열성, (iv) 헤이즈값의 순으로 설명한다.The infrared absorbing material according to the present invention is described in the following order: (i) manufacturing method, (ii) moisture resistance, (iii) heat resistance, and (iv) haze value.
(i) 제조 방법(i) Manufacturing method
예를 들어, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자와, 알코올 등의 유기 용제나 물 등의 액체 매질과, 수지 결합제와, 소망에 따라 분산제를 혼합하여, 적외선 흡수 미립자 분산액을 얻는다. 그리고 얻어진 적외선 흡수 미립자 분산액을, 적당한 기재 표면에 도포한 후, 액체 매질을 제거하거나, 수지 결합제를 경화시키거나 함으로써, 적외선 흡수 미립자 분산체가 기재 표면에 직접 적층되어, 코팅층이 된 적외선 흡수 기재를 얻을 수 있다.For example, by mixing the surface-treated infrared absorbing fine particles of the present invention, an organic solvent such as alcohol or a liquid medium such as water, a resin binder, and, if desired, a dispersant, an infrared absorbing fine particle dispersion is obtained. Then, after applying the obtained infrared absorbing fine particle dispersion to a suitable substrate surface, the liquid medium is removed or the resin binder is cured, whereby the infrared absorbing fine particle dispersion is directly laminated on the substrate surface to obtain an infrared absorbing substrate as a coating layer.
상기 수지 결합제는 용도에 맞춰서 선택 가능하고, 자외선 경화 수지, 열경화 수지, 상온 경화 수지, 열가소 수지, 등을 들 수 있다. 한편, 수지 결합제를 포함하지 않는 적외선 흡수 미립자 분산액을, 기재 표면에 적층해도 되고, 당해 적층의 후에, 결합제 성분을 포함하는 액체 매질을 당해 적외선 흡수 미립자 분산체의 층 상에 도포하는 것으로 해도 된다.The above resin binder can be selected according to the intended use, and examples thereof include ultraviolet-curable resins, thermosetting resins, room-temperature curable resins, thermoplastic resins, etc. Meanwhile, an infrared-absorbing fine particle dispersion liquid that does not contain a resin binder may be laminated on the surface of a substrate, and after the lamination, a liquid medium containing a binder component may be applied onto the layer of the infrared-absorbing fine particle dispersion liquid.
구체적으로는, 유기 용제, 수지를 용해시킨 유기 용제, 수지를 분산시킨 유기 용제, 물에서 선택되는 1종 이상의 액체 매질에, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자가 분산되어 있는 액상의 적외선 흡수 미립자 분산체를, 소정의 기재 표면에 도포하고, 얻어진 도포막을 적당한 방법으로 고화시킨 적외선 흡수 기재를 들 수 있다. 또한, 수지 결합제를 포함하는 액상의 적외선 흡수 미립자 분산체를 기재 표면에 도포하고, 얻어진 도포막을 적당한 방법으로 고화시킨 적외선 흡수 기재를 들 수 있다. 또한, 분말상인 고체 매질 중에 표면 처리 적외선 흡수 미립자가 분산되어 있는 적외선 흡수 미립자 분산체를 소정 매질에 혼합한 액상의 적외선 흡수 미립자 분산체를, 소정의 기재 표면에 도포하고, 얻어진 도포막을 적당한 방법으로 고화시킨 적외선 흡수 기재도 들 수 있다. 물론, 당해 각종 액상의 적외선 흡수 미립자 분산액에 2종 이상을 혼합한 적외선 흡수 미립자 분산액을 소정의 기재 표면에 도포하고, 얻어진 도포막을 적당한 방법으로 고화시킨 적외선 흡수 기재도 들 수 있다.Specifically, an infrared absorbing substrate may be exemplified in which a liquid infrared absorbing particle dispersion in which surface-treated infrared absorbing particles according to the present invention are dispersed in one or more liquid media selected from an organic solvent, an organic solvent in which a resin is dissolved, an organic solvent in which a resin is dispersed, and water is applied to the surface of a predetermined substrate, and the resulting coating film is solidified by an appropriate method. In addition, an infrared absorbing substrate may be exemplified in which a liquid infrared absorbing particle dispersion containing a resin binder is applied to the surface of a substrate, and the resulting coating film is solidified by an appropriate method. In addition, an infrared absorbing substrate may be exemplified in which a liquid infrared absorbing particle dispersion in which surface-treated infrared absorbing particles are dispersed in a powdery solid medium is mixed with a predetermined medium, and the resulting coating film is solidified by an appropriate method. Of course, an infrared absorbing substrate may also be exemplified in which an infrared absorbing particle dispersion in which two or more types of the various types of liquid infrared absorbing particle dispersions are mixed is applied to the surface of a predetermined substrate, and the resulting coating film is solidified by an appropriate method.
또한, 상기 적외선 흡수 미립자 분산액에, 또한 유리 코팅제를 함유시킴으로써, 본 발명에 관한 적외선 흡수 기재에 내마모성을 부여할 수 있다.In addition, by adding a glass coating agent to the above-described infrared absorbing fine particle dispersion, wear resistance can be imparted to the infrared absorbing substrate according to the present invention.
함유시키는 유리 코팅제로서는, 예를 들어 Sn, Ti, In, Si, Zr, Al의 어느 1종 이상을 포함하는 금속 알콕시드나 금속 유기 화합물을 사용할 수 있다. 그 중에서도, Si를 포함하는 화합물이 바람직하고, 실란 커플링제, 실란계 알콕시드, 폴리오르가노실록산, 폴리실라잔, 규소 원자에 결합한 유기기를 갖고 또한 그 유기기의 1개 이상은 반응성 관능기를 갖는 유기기인 유기 규소 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 모두 실온에서 액상인 것이 바람직하다.As the glass coating agent to be contained, for example, a metal alkoxide or metal organic compound containing at least one of Sn, Ti, In, Si, Zr, and Al can be used. Among these, a compound containing Si is preferable, and it is preferable to use an organosilicon compound having an organic group bonded to a silicon atom, a silane coupling agent, a silane alkoxide, a polyorganosiloxane, a polysilazane, and an organic group having at least one reactive functional group. In addition, it is preferable that all of them are liquid at room temperature.
폴리실라잔으로서는, 예를 들어 퍼히드로폴리실라잔, 부분 유기화 폴리실라잔, 오르가노실라잔 등을 사용할 수 있다.As polysilazanes, for example, perhydropolysilazanes, partially organopolysilazanes, and organosilazanes can be used.
규소 원자에 결합한 유기기를 갖고 또한 그 유기기의 1개 이상은 반응성 관능기를 갖는 유기기인 유기 규소 화합물로서는, 아미노기, 머캅토기, 에폭시기 및 (메트)아크릴로일옥시기를 반응기에 갖는 Si를 포함하는 화합물이 바람직하다. 예를 들어, 3-(메트)아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, 3-(메트)아크릴로일옥시프로필트리에톡시실란, 3-(메트)아크릴로일옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-우레이드프로필트리에톡시실란, N-(N-비닐벤질-2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-머캅토프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트 프로필트리에톡시실란, 3-이소시아네이트프로필메틸디메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필메틸디에톡시실란, 등을 사용할 수 있다.As an organosilicon compound having an organic group bonded to a silicon atom and at least one of the organic groups having a reactive functional group, a compound including Si having an amino group, a mercapto group, an epoxy group, and a (meth)acryloyloxy group in the reactive group is preferable. For example, 3-(meth)acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3-(meth)acryloyloxypropyltriethoxysilane, 3-(meth)acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane, 3-ureidpropyltriethoxysilane, N-(N-vinylbenzyl-2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-Mercaptopropyltriethoxysilane, 3-Mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-Mercaptopropylmethyldiethoxysilane, 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-Glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-Glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-Isocyanatepropyltrimethoxysilane, 3-Isocyanatepropyltriethoxysilane, 3-Isocyanatepropyltriethoxysilane, 3-Isocyanatepropylmethyldimethoxysilane, 3-Isocyanatepropylmethyldiethoxysilane, etc. can be used.
또한, 유리 코팅제가 실란 커플링제, 실란계 알콕시드에서 선택되는 1종류 이상일 때는, 액체 매질이 방향족 탄화수소류, 케톤류, 에테르류, 알코올류, 물에서 선택되는 1종류 이상인 것이 바람직하다. 또한, 유리 코팅제가 폴리실라잔 및 폴리오르가노실란에서 선택되는 1종류 이상일 때는, 액체 매질이 방향족 탄화수소류, 케톤류, 에테르류에서 선택되는 1종류 이상인 것이 바람직하다.In addition, when the glass coating agent is at least one selected from a silane coupling agent and a silane-based alkoxide, it is preferable that the liquid medium is at least one selected from aromatic hydrocarbons, ketones, ethers, alcohols, and water. In addition, when the glass coating agent is at least one selected from polysilazane and polyorganosilane, it is preferable that the liquid medium is at least one selected from aromatic hydrocarbons, ketones, and ethers.
추가로, 상기 유리 코팅제에 포함되는 가수분해성의 규소 모노머 등의, 가수분해를 촉진시키는 관점에서, 본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액에 산을 첨가하는 것도 바람직한 구성이다.Additionally, from the viewpoint of promoting hydrolysis of hydrolyzable silicon monomers and the like included in the glass coating agent, it is also a preferable configuration to add an acid to the infrared absorbing fine particle dispersion according to the present invention.
본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액에 사용하는 산으로서는, 예를 들어 질산, 염산, 황산, 트리클로로 아세트산, 트리플루오로아세트산, 인산, 메탄술폰산, 파라톨루엔술폰산, 옥살산 등을 사용할 수 있다. 휘발성의 산은 가열시에 휘발해서 경화 후의 막 중에 잔존하는 일이 없어 바람직하다.Examples of acids that can be used in the infrared absorbing fine particle dispersion according to the present invention include nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, phosphoric acid, methanesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid, and oxalic acid. Volatile acids are preferable because they volatilize upon heating and do not remain in the film after curing.
당해 산은, 가수분해성 규소 모노머 및 당해 규소 모노머의 부분 가수분해 축합물의 가수분해를 촉진시키는 촉매의 역할을 한다. 분산액에 있어서의 산의 함유량은, 당해 촉매의 역할을 달성할 수 있는 범위에서 특별히 한정없이 설정할 수 있지만, 적외선 흡수 미립자 분산액 전량에 대하여 용량비로 0.001 내지 0.1mol/L정도로 하는 것이 바람직하다.The acid acts as a catalyst that promotes the hydrolysis of a hydrolyzable silicon monomer and a partially hydrolyzed condensate of the silicon monomer. The content of the acid in the dispersion may be set without particular limitation within a range that can achieve the role of the catalyst, but is preferably set to about 0.001 to 0.1 mol/L in volume ratio with respect to the entire amount of the infrared absorbing fine particle dispersion.
상술한 기재의 재질은, 투명체이면 특별히 한정되지 않지만, 유리 기재, 수지 기재에서 선택되는 1종 이상이 바람직하다. 추가로 당해 수지 기재로서는, 수지 보드, 수지 시트, 수지 필름이 바람직하게 사용된다.The material of the above-described substrate is not particularly limited as long as it is transparent, but at least one selected from a glass substrate and a resin substrate is preferable. In addition, as the resin substrate, a resin board, a resin sheet, and a resin film are preferably used.
수지 보드, 수지 시트, 수지 필름에 사용하는 수지로서는, 필요로 하는 보드, 시트, 필름의 표면 상태나 내구성에 문제를 일으키지 않는 것이면 특별히 제한은 없다. 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머, 폴리카르보네이트계 폴리머, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 폴리머, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체 등의 스티렌계 폴리머, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 환상 내지 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌·프로필렌 공중합체 등의 올레핀계 폴리머, 염화비닐계 폴리머, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 술폰계 폴리머, 폴리에테르술폰계 폴리머, 폴리에테르에테르케톤계 폴리머, 폴리페닐렌술피드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 염화 비닐리덴계 폴리머, 비닐부티랄계 폴리머, 아릴레이트계 폴리머, 폴리옥시메틸렌계 폴리머, 에폭시계 폴리머나, 또한 이들의 2원계, 3원계 각종 공중합체, 그라프트 공중합체, 블렌드물 등의 투명 폴리머를 포함하는 보드, 시트, 필름을 들 수 있다. 특히, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 혹은 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 2축 배향 필름이, 기계적 특성, 광학 특성, 내열성 및 경제성의 점에서 적합하다. 당해 폴리에스테르계 2축 배향 필름은 공중합 폴리에스테르계여도 된다.There are no special restrictions on the resin used in resin boards, resin sheets, and resin films, as long as it does not cause problems with the surface condition or durability of the required board, sheet, or film. For example, polyester polymers such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, cellulose polymers such as diacetyl cellulose and triacetyl cellulose, polycarbonate polymers, acrylic polymers such as polymethyl methacrylate, styrene polymers such as polystyrene and acrylonitrile-styrene copolymers, olefin polymers such as polyethylene, polypropylene, polyolefins having a cyclic or norbornene structure, and ethylene-propylene copolymers, amide polymers such as vinyl chloride polymers and aromatic polyamides, imide polymers, sulfone polymers, polyether sulfone polymers, polyether ether ketone polymers, polyphenylene sulfide polymers, vinyl alcohol polymers, vinylidene chloride polymers, vinyl butyral polymers, arylate polymers, polyoxymethylene polymers, epoxy polymers, and various binary and ternary copolymers and graft copolymers thereof. Examples thereof include boards, sheets, and films containing transparent polymers such as blends. In particular, a polyester-based biaxially oriented film such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, or polyethylene-2,6-naphthalate is suitable in terms of mechanical properties, optical properties, heat resistance, and economy. The polyester-based biaxially oriented film may be a copolymerized polyester.
(ii) 내습열성(ii) Moisture resistance
상기 적외선 흡수 기재에 있어서는, 가시광 투과율 80%로 설정한 당해 적외선 흡수 기재에, 온도 85℃ 상대 습도 90%의 습열 분위기 중에 9일간 폭로를 행했을 때, 당해 폭로 전후에 있어서의 일사 투과율의 변화량이 4.0% 이하이고, 우수한 내습열성을 갖고 있다.In the above infrared absorbing material, when the infrared absorbing material is exposed to a moist heat atmosphere at a temperature of 85°C and a relative humidity of 90% for 9 days with a visible light transmittance of 80%, the change in solar transmittance before and after the exposure is 4.0% or less, and the material has excellent moisture-heat resistance.
(iii) 내열성(iii) Heat resistance
본 발명에 관한 적외선 흡수 기재는, 가시광 투과율 80% 전후로 설정한 당해 적외선 흡수 기재에, 온도 120℃의 대기 분위기 하에 30일간 폭로를 행했을 때, 당해 폭로 전후에 있어서의 일사 투과율의 변화량이 2.0% 이하이고, 우수한 내열성을 갖고 있다.The infrared absorbing substrate of the present invention has excellent heat resistance, such that when the infrared absorbing substrate is exposed to an air atmosphere at a temperature of 120°C for 30 days with a visible light transmittance set to about 80%, the change in solar transmittance before and after the exposure is 2.0% or less.
(iv) 헤이즈값(iv) Haze value
본 발명에 관한 적외선 흡수 기재는, 가시광 투과율 80% 전후에서 헤이즈값이 1.5% 이하이고, 시인성이 우수한 것이다.The infrared absorbing material according to the present invention has a haze value of 1.5% or less at a visible light transmittance of about 80% and excellent visibility.
(4) 적외선 흡수 미립자 분산체나 적외선 흡수 기재를 사용한 물품(4) Articles using infrared absorbing fine particle dispersions or infrared absorbing materials
상술한 바와 같이, 본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산체나 적외선 흡수 기재인 필름이나 보드 등의 적외선 흡수 물품은, 내습열성 및 내열성 및 화학 안정성이 우수하고, 저헤이즈이므로 시인성도 우수하다.As described above, the infrared absorbing fine particle dispersion or the infrared absorbing material such as a film or board, which is an infrared absorbing substrate according to the present invention, has excellent moisture resistance, heat resistance, and chemical stability, and also has excellent visibility due to its low haze.
그래서, 이들의 적외선 흡수 물품은, 예를 들어 각종 건축물이나 차량에 있어서, 가시광선을 충분히 받아들이면서 적외 영역의 광을 차폐하고, 밝기를 유지하면서 실내의 온도 상승을 억제하는 것을 목적으로 한 창재 등, PDP(플라스마 디스플레이 패널)에 사용되고, 당해 PDP로부터 전방으로 방사되는 적외선을 차폐하는 필터 등에 적합하게 사용할 수 있다.Therefore, these infrared absorbing articles can be suitably used as window materials for various buildings or vehicles, for example, for the purpose of sufficiently accepting visible light while blocking infrared light and maintaining brightness while suppressing temperature rise inside the room, and as filters used in PDPs (plasma display panels) for blocking infrared rays radiated forward from the PDP.
또한, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자는 적외선 영역에 흡수를 갖기 때문에, 당해 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 포함하는 인쇄면에 적외선 레이저를 조사했을 때, 특정한 파장을 갖는 적외선을 흡수한다. 따라서, 이 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 포함하는 위조 방지 잉크를 피인쇄 기재의 편면 또는 양면에 인쇄하여 얻은 위조 방지용 인쇄물은, 특정 파장을 갖는 적외선을 조사하고, 그 반사 혹은 투과를 판독함으로써, 반사량 또는 투과량의 차이로부터, 인쇄물의 진안을 판정할 수 있다. 당해 위조 방지용 인쇄물은, 본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산체의 일례이다.In addition, since the surface-treated infrared-absorbing fine particles according to the present invention have absorption in the infrared region, when an infrared laser is irradiated on a printing surface including the surface-treated infrared-absorbing fine particles, infrared rays having a specific wavelength are absorbed. Therefore, an anti-counterfeiting printed matter obtained by printing an anti-counterfeiting ink including the surface-treated infrared-absorbing fine particles on one side or both sides of a printing substrate can be determined to be genuine from the difference in the amount of reflection or transmission by irradiating infrared rays having a specific wavelength and reading the reflection or transmission thereof. The anti-counterfeiting printed matter is an example of the infrared-absorbing fine particle dispersion according to the present invention.
또한, 본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액과 결합제 성분을 혼합해서 잉크를 제조하고, 당해 잉크를 기재 상에 도포하고, 도포한 잉크를 건조시킨 후, 건조시킨 잉크를 경화시킴으로써 광열 변환층을 형성할 수 있다. 당해 광열 변환층은, 적외선 등의 전자파 레이저의 조사에 의해, 높은 위치의 정밀도를 가지고 원하는 개소만으로 발열시키는 것이 가능하고, 일렉트로닉스, 의료, 농업, 기계, 등이 넓은 범위에 분야에 있어서 적용 가능하다. 예를 들어, 유기 일렉트로루미네센스 소자를 레이저 전사법으로 형성할 때 사용하는 도너 시트나, 감열식 프린터용 감열지나 열전사 프린터용 잉크 리본으로서 적합하게 사용할 수 있다. 당해 광열 변환층은 본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산체의 일례이다.In addition, an ink can be prepared by mixing the infrared absorbing fine particle dispersion of the present invention and a binder component, applying the ink on a substrate, drying the applied ink, and then curing the dried ink to form a photothermal conversion layer. The photothermal conversion layer can generate heat only at a desired location with high positional precision by irradiation with an electromagnetic laser such as an infrared ray, and is applicable to a wide range of fields such as electronics, medicine, agriculture, and machinery. For example, it can be suitably used as a donor sheet used when forming an organic electroluminescent element by a laser transfer method, thermal paper for a thermal printer, or an ink ribbon for a thermal transfer printer. The photothermal conversion layer is an example of the infrared absorbing fine particle dispersion of the present invention.
또한, 본 발명에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 적당한 매체 중에 분산시켜서, 당해 분산물을 섬유의 표면 및/또는 내부에 함유시킴으로써, 적외선 흡수 섬유가 얻어진다. 당해 구성을 가짐으로써, 적외선 흡수 섬유는, 표면 처리 적외선 흡수 미립자의 함유에 의해 태양광 등으로부터의 근적외선 등을 효율적으로 흡수하고, 보온성이 우수한 적외선 흡수 섬유가 되고, 동시에 가시광 영역의 광은 투과시키므로 의장성이 우수한 적외선 흡수 섬유가 된다. 그 결과, 보온성을 필요로 하는 방한용 의료, 스포츠용 의료, 스타킹, 커튼 등의 섬유 제품이나 그 밖의 산업용 섬유 제품 등의 다양한 용도로 사용할 수 있다. 당해 적외선 흡수 섬유는 본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산체의 일례이다.In addition, by dispersing the surface-treated infrared-absorbing fine particles according to the present invention in a suitable medium and containing the dispersion on the surface and/or inside of a fiber, an infrared-absorbing fiber is obtained. By having the above-mentioned configuration, the infrared-absorbing fiber efficiently absorbs near-infrared rays, etc. from sunlight, etc., due to the inclusion of the surface-treated infrared-absorbing fine particles, and becomes an infrared-absorbing fiber with excellent heat retention, and at the same time, transmits light in the visible light range, so that it becomes an infrared-absorbing fiber with excellent design properties. As a result, it can be used for various purposes, such as textile products such as cold-weather clothing, sports clothing, stockings, and curtains that require heat retention, and other industrial textile products. The infrared-absorbing fiber is an example of the infrared-absorbing fine particle dispersion according to the present invention.
또한, 본 발명에 관한 필름상 또는 보드 상의 적외선 흡수 미립자 분산체를, 농원예용 하우스 지붕이나 외벽재 등에 사용되는 자재로 응용할 수 있다. 그리고, 가시광을 투과해서 농원예용 하우스 내의 식물의 광합성에 필요한 광을 확보하면서, 그 이외의 태양광에 포함되는 근적외광 등의 광을 효율적으로 흡수함으로써, 단열성을 구비한 농원예 시설용 단열 자재로서 사용할 수 있다. 당해 농원예 시설용 단열 자재는, 본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산체의 일례이다.In addition, the film-shaped or board-shaped infrared absorbing fine particle dispersion according to the present invention can be applied as a material used for roofs or exterior walls of agricultural and horticultural houses. In addition, it can be used as an insulating material for agricultural and horticultural facilities by transmitting visible light to secure light necessary for photosynthesis of plants in agricultural and horticultural houses while efficiently absorbing light such as near-infrared light included in sunlight, thereby providing insulating properties. The insulating material for agricultural and horticultural facilities is an example of the infrared absorbing fine particle dispersion according to the present invention.
실시예Example
이하, 실시예를 참조하면서 본 발명을 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
실시예 및 비교예에 있어서의 분산액 중 미립자의 분산 입자경은, 동적 광산란법에 기초하는 입경 측정 장치(오츠카 덴시 가부시키가이샤제 ELS-8000)에 의해 측정한 평균값을 가지고 나타냈다. 또한, 결정자 직경은, 분말 X선 회절 장치(스펙트리스 가부시키가이샤 PANalytical제 X'Pert-PRO/MPD)를 사용해서 분말 X선 회절법(θ-2θ법)에 의해 측정하고, 리트벨트법을 사용해서 산출했다.The dispersed particle size of the fine particles in the dispersions in the examples and comparative examples was expressed as an average value measured by a particle size measuring device (ELS-8000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) based on a dynamic light scattering method. In addition, the crystallite diameter was measured by a powder X-ray diffraction method (θ-2θ method) using a powder X-ray diffraction device (X'Pert-PRO/MPD manufactured by Spectris Co., Ltd. PANalytical), and calculated using the Rietveld method.
적외선 흡수 시트 및 적외선 흡수 기재의 광학 특성은, 분광 광도계(히다치 세이사꾸쇼 가부시키가이샤제 U-4100)를 사용하여 측정하고, 가시광 투과율과 일사 투과율은 JISR3106에 따라서 산출했다.The optical properties of the infrared absorbing sheet and infrared absorbing substrate were measured using a spectrophotometer (U-4100 manufactured by Hitachi, Ltd.), and the visible light transmittance and solar radiation transmittance were calculated according to JISR3106.
당해 적외선 흡수 시트 및 적외선 흡수 기재의 헤이즈값은, 헤이즈 미터(무라카미 시키사이 가부시키가이샤제 HM-150)를 사용하여 측정하여, JISK7105에 따라서 산출했다. 그리고, 헤이즈값이 1.5% 이하인 것은 헤이즈가 낮아, 시인성이 양호하다고 판단하고, 헤이즈값이 1.5%를 초과하는 것은, 헤이즈값이 높아, 시인성이 불량이라고 판단했다.The haze value of the infrared absorbing sheet and infrared absorbing substrate was measured using a haze meter (HM-150 manufactured by Murakami Shikisai Co., Ltd.) and calculated in accordance with JISK7105. When the haze value was 1.5% or less, it was judged that the haze was low and the visibility was good, and when the haze value exceeded 1.5%, it was judged that the haze value was high and the visibility was poor.
적외선 흡수 시트의 내습열성의 평가 방법은, 가시광 투과율 80% 전후의 당해 적외선 흡수 시트를 온도 85℃ 상대 습도 90%의 습열 분위기 중에 9일간 폭로한다. 그리고, 예를 들어 육방정 세슘텅스텐브론즈의 경우에는, 당해 폭로 전후에 있어서의 일사 투과율의 변화량이 2.0% 이하인 것을 내습열성이 양호하다고 판단하고, 변화량이 2.0%를 초과하는 것은 내습열성이 부족하다고 판단했다.The method for evaluating the moisture resistance of an infrared absorbing sheet is as follows: the infrared absorbing sheet having a visible light transmittance of about 80% is exposed to a moist heat atmosphere at a temperature of 85°C and a relative humidity of 90% for 9 days. Then, for example, in the case of hexagonal cesium tungsten bronze, if the amount of change in the solar transmittance before and after the exposure is 2.0% or less, the moisture resistance is judged to be good, and if the amount of change exceeds 2.0%, the moisture resistance is judged to be insufficient.
적외선 흡수 시트의 내열성 평가 방법은, 가시광 투과율 80% 전후의 당해 적외선 흡수 시트를 온도 120℃의 대기 분위기 하에 30일간 폭로한다. 그리고, 예를 들어 육방정 세슘텅스텐브론즈의 경우에는, 당해 폭로 전후에 있어서의 일사 투과율의 변화량이 6.0% 이하인 것을 내열성이 양호하다고 판단하고, 변화량이 6.0%를 초과하는 것은 내열성이 부족하다고 판단했다.The method for evaluating the heat resistance of an infrared absorbing sheet is to expose the infrared absorbing sheet having a visible light transmittance of about 80% to an air atmosphere at a temperature of 120°C for 30 days. Then, for example, in the case of hexagonal cesium tungsten bronze, if the change in the solar transmittance before and after the exposure is 6.0% or less, the heat resistance is judged to be good, and if the change exceeds 6.0%, the heat resistance is judged to be insufficient.
적외선 흡수 기재의 내습열성의 평가 방법은, 가시광 투과율 80% 전후의 당해 적외선 흡수 기재를 온도 85℃ 상대 습도 90%의 습열 분위기 중에 9일간 폭로한다. 그리고, 예를 들어 육방정 세슘텅스텐브론즈의 경우에는, 당해 폭로 전후에 있어서의 일사 투과율의 변화량이 4.0% 이하인 것을 내습열성이 양호하다고 판단하고, 변화량이 4.0%를 초과하는 것은 내습열성이 부족하다고 판단했다.The method for evaluating the moisture resistance of an infrared absorbing material is as follows: the infrared absorbing material having a visible light transmittance of about 80% is exposed to a moist heat atmosphere at a temperature of 85°C and a relative humidity of 90% for 9 days. Then, for example, in the case of hexagonal cesium tungsten bronze, if the amount of change in the solar transmittance before and after the exposure is 4.0% or less, the moisture resistance is judged to be good, and if the amount of change exceeds 4.0%, the moisture resistance is judged to be insufficient.
적외선 흡수 기재의 내열성 평가 방법은, 가시광 투과율 80% 전후의 당해 적외선 흡수 기재를 온도 120℃의 대기 분위기 하에 30일간 폭로한다. 그리고, 예를 들어 육방정 세슘텅스텐브론즈의 경우에는, 당해 폭로 전후에 있어서의 일사 투과율의 변화량이 2.0% 이하인 것을 내열성이 양호하다고 판단하고, 변화량이 2.0%를 초과하는 것은 내열성이 부족하다고 판단했다.The method for evaluating the heat resistance of an infrared absorbing material is to expose the infrared absorbing material having a visible light transmittance of about 80% to an air atmosphere at a temperature of 120°C for 30 days. Then, for example, in the case of hexagonal cesium tungsten bronze, if the change in solar transmittance before and after the exposure is 2.0% or less, the heat resistance is judged to be good, and if the change exceeds 2.0%, the heat resistance is judged to be insufficient.
또한, 여기서 말하는 적외선 흡수 시트의 광학 특성값(가시광 투과율, 헤이즈값)은, 기재인 수지 시트의 광학 특성값을 포함하는 값이다.In addition, the optical characteristic values (visible light transmittance, haze value) of the infrared absorption sheet mentioned here are values that include the optical characteristic values of the resin sheet as the substrate.
[실시예 1][Example 1]
Cs/W(몰비)=0.33의 육방정 세슘텅스텐브론즈(Cs0.33WOz, 2.0≤z≤3.0) 분말 CWO(등록상표)(스미또모 긴조꾸 고잔 가부시키가이샤제 Y,M-01) 25질량%와 순수 75질량%를 혼합해서 얻어진 혼합액을, 0.3㎜φZrO2 비즈를 넣은 페인트 셰이커에 장전하여 4시간 분쇄·분산 처리하여, 실시예 1에 관한 Cs0.33WOz 미립자의 분산액을 얻었다. 얻어진 분산액 중 Cs0.33WOz 미립자의 분산 입자경을 측정한바, 140㎚였다. 또한, 입경 측정의 설정으로서, 입자 굴절률은 1.81로 하고, 입자 형상은 비구형으로 했다. 또한, 백그라운드는 순수를 사용하여 측정하고, 용매 굴절률은 1.33으로 했다. 또한, 얻어진 분산액의 용매를 제거한 뒤, 결정자 직경을 측정한바 50㎚였다. 얻어진 Cs0.33WOz 미립자의 분산액과 순수를 혼합하고, Cs0.33WOz 미립자의 농도가 2질량%인 실시예 1에 관한 피복막 형성용 분산액 A를 얻었다.A mixture of 25 mass% of hexagonal cesium tungsten bronze (Cs 0.33 WO z , 2.0 ≤ z ≤ 3.0) powder CWO (registered trademark) (Y,M-01 manufactured by Sumitomo Metal Mineral Water Co., Ltd.) having a Cs/W (molar ratio) = 0.33 and 75 mass% of pure water was mixed, and the resulting mixture was loaded into a paint shaker containing 0.3 mmφZrO 2 beads, and ground and dispersed for 4 hours to obtain a dispersion of Cs 0.33 WO z fine particles according to Example 1. The dispersed particle size of the Cs 0.33 WO z fine particles in the obtained dispersion was measured, and it was found to be 140 nm. In addition, as settings for the particle size measurement, the particle refractive index was set to 1.81, and the particle shape was non-spherical. In addition, the background was measured using pure water, and the solvent refractive index was set to 1.33. In addition, after removing the solvent of the obtained dispersion, the crystal diameter was measured and found to be 50 nm. The obtained dispersion of Cs 0.33 WO z microparticles was mixed with pure water, and a dispersion A for forming a coating film according to Example 1 having a concentration of Cs 0.33 WO z microparticles of 2 mass% was obtained.
한편, 알루미늄계의 킬레이트 화합물로서 알루미늄에틸아세토아세테이트디이소프로필레이트 2.5질량%와, 이소프로필알코올(IPA) 97.5질량%를 혼합해서 표면 처리제 희석액 a를 얻었다.Meanwhile, 2.5 mass% of aluminum ethyl acetoacetate diisopropylate as an aluminum-based chelate compound and 97.5 mass% of isopropyl alcohol (IPA) were mixed to obtain a surface treatment agent dilution solution a.
얻어진 피복막 형성용 분산액 A 890g을 비이커에 넣고, 블레이드를 구비한 교반기에 의해 강하게 교반하면서, 여기에 표면 처리제 희석액 a 720g을 6시간에 걸쳐 적하 첨가했다. 당해 표면 처리제 희석액 a의 적하 첨가 후, 추가로 온도 20℃에서 24시간의 교반을 행하여, 실시예 1에 관한 숙성액을 제작했다. 이어서, 진공 유동 건조에 의해, 당해 숙성액으로부터 매질을 증발시켜서 실시예 1에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 포함하는 분말(표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말)을 얻었다.890 g of the obtained coating film-forming dispersion A was placed in a beaker, and while vigorously stirring with a stirrer equipped with a blade, 720 g of a surface treatment agent dilution solution a was added dropwise thereto over 6 hours. After the dropwise addition of the surface treatment agent dilution solution a, stirring was further performed at a temperature of 20°C for 24 hours, thereby producing a maturing solution according to Example 1. Next, the medium was evaporated from the maturing solution by vacuum fluidization drying, thereby obtaining a powder including the surface-treated infrared-absorbing fine particles according to Example 1 (surface-treated infrared-absorbing fine particle powder).
실시예 1에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말 8질량%와 폴리아크릴레이트계 분산제 24질량%와 톨루엔 68질량%를 혼합했다. 얻어진 혼합액을, 0.3㎜φZrO2 비즈를 넣은 페인트 셰이커에 장전하고, 1시간 분쇄·분산 처리하여, 실시예 1에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액을 얻었다. 이어서, 이 적외선 흡수 미립자 분산액으로부터 진공 유동 건조에 의해 매질을 증발시켜서, 실시예 1에 관한 적외선 흡수 미립자 분산분을 얻었다.8 mass% of the surface-treated infrared-absorbing fine particle powder of Example 1, 24 mass% of a polyacrylate-based dispersant, and 68 mass% of toluene were mixed. The obtained mixture was loaded into a paint shaker containing 0.3 mmφZrO 2 beads, and ground and dispersed for 1 hour to obtain an infrared-absorbing fine particle dispersion of Example 1. Next, the medium was evaporated from this infrared-absorbing fine particle dispersion by vacuum fluidization drying to obtain an infrared-absorbing fine particle dispersion of Example 1.
실시예 1에 관한 적외선 흡수 미립자 분산분과 폴리카르보네이트 수지를, 뒤에 얻어지는 적외선 흡수 시트의 가시광 투과율이 80% 전후가 되도록 드라이 블렌드했다(이 예에서는, 표면 처리 적외선 흡수 미립자의 농도가 0.06질량%가 되도록 블렌드되었다). 얻어진 블렌드물을, 2축 압출기를 사용해서 290℃에서 혼련하고, T다이로부터 압출하고, 캘린더 롤법에 의해 0.75㎜ 두께의 시트재로 하여, 실시예 1에 관한 적외선 흡수 시트를 얻었다. 또한, 적외선 흡수 시트는 본 발명에 관한 적외선 흡수 미립자 분산체의 일례이다.The infrared-absorbing fine particle dispersion and the polycarbonate resin according to Example 1 were dry blended so that the visible light transmittance of the infrared-absorbing sheet obtained thereafter was about 80% (in this example, the blend was made so that the concentration of the surface-treated infrared-absorbing fine particles was 0.06 mass%). The obtained blend was kneaded at 290°C using a twin-screw extruder, extruded through a T-die, and formed into a 0.75 mm thick sheet material by a calendar roll method, thereby obtaining the infrared-absorbing sheet according to Example 1. In addition, the infrared-absorbing sheet is an example of the infrared-absorbing fine particle dispersion according to the present invention.
얻어진 실시예 1에 관한 적외선 흡수 시트의 광학 특성을 측정한바, 가시광 투과율이 79.7%, 일사 투과율이 48.9%, 헤이즈값은 1.4%였다.The optical properties of the infrared absorbing sheet of Example 1 obtained were measured, and the visible light transmittance was 79.7%, the solar transmittance was 48.9%, and the haze value was 1.4%.
얻어진 실시예 1에 관한 적외선 흡수 시트를 온도 85℃ 상대 습도 90%의 습열 분위기 중에 9일간 폭로 후, 광학 특성을 측정한바, 가시광 투과율이 80.3%, 일사 투과율이 49.8%, 헤이즈값은 1.4%였다. 습열 분위기 폭로에 의한 가시광 투과율의 변화량은 0.6%, 일사 투과율의 변화량은 0.9%로 어느 쪽이나 작고, 또한 헤이즈값은 변화하지 않는 것을 알 수 있다.The infrared absorbing sheet of Example 1 thus obtained was exposed to a humid atmosphere at a temperature of 85°C and a relative humidity of 90% for 9 days, and the optical properties thereof were measured. The visible light transmittance was 80.3%, the solar transmittance was 49.8%, and the haze value was 1.4%. It can be seen that the change in visible light transmittance due to exposure to a humid atmosphere was 0.6%, and the change in solar transmittance was 0.9%, both of which were small, and that the haze value did not change.
또한, 얻어진 실시예 1에 관한 적외선 흡수 시트를 온도 120℃의 대기 분위기 하에 30일간 폭로 후, 광학 특성을 측정한바, 가시광 투과율이 81.8%, 일사 투과율이 54.0%, 헤이즈값은 1.4%였다. 습열 분위기 폭로에 의한 가시광 투과율의 변화량은 2.1%, 일사 투과율의 변화량은 5.1%로 어느 쪽이나 작고, 또한 헤이즈값은 변화하지 않는 것을 알 수 있다.In addition, the optical properties of the infrared absorbing sheet of Example 1 obtained were measured after exposing it to an air atmosphere at a temperature of 120°C for 30 days, and the visible light transmittance was 81.8%, the solar transmittance was 54.0%, and the haze value was 1.4%. It can be seen that the change in visible light transmittance due to exposure to a moist heat atmosphere was 2.1%, and the change in solar transmittance was 5.1%, both of which were small, and also that the haze value did not change.
당해 제조 조건을 표 1, 평가 결과를 표 3에 나타낸다.The manufacturing conditions are shown in Table 1, and the evaluation results are shown in Table 3.
[실시예 2, 3][Examples 2 and 3]
Cs/W(몰비)=0.33의 육방정 세슘텅스텐브론즈(Cs0.33WOz) 분말(스미또모 긴조꾸 고잔 가부시키가이샤제 Y,M-01) 25질량%와 순수 75질량%를 혼합해서 얻어진 혼합액을, 0.3㎜φZrO2 비즈를 넣은 페인트 셰이커에 장전하여 6시간(실시예 2) 또는 3시간(실시예 3)의 분쇄·분산 처리를 행하여, 실시예 2, 3에 관한 Cs0.33WOz 미립자의 분산액을 얻었다.A mixture of 25 mass% of hexagonal cesium tungsten bronze (Cs 0.33 WO z ) powder (Y,M-01 manufactured by Sumitomo Metal Mineral Water Co., Ltd.) having a Cs/W (molar ratio) of 0.33 and 75 mass% of pure water was mixed, and the resulting mixture was loaded into a paint shaker containing 0.3 mmφZrO 2 beads, and subjected to pulverization and dispersion for 6 hours (Example 2) or 3 hours (Example 3) to obtain a dispersion of Cs 0.33 WO z fine particles according to Examples 2 and 3.
얻어진 실시예 2, 3에 관한 분산액 중 Cs0.33WOz 미립자의 분산 입자경을 측정한바, 각각 120㎚, 160㎚였다. 또한, 입경 측정의 설정으로서, 입자 굴절률은 1.81로 하고, 입자 형상은 비구형으로 했다. 또한, 백그라운드는 순수를 사용하여 측정하고, 용매 굴절률은 1.33으로 했다.The dispersion particle diameters of Cs 0.33 WO z fine particles in the dispersions of Examples 2 and 3 were measured to be 120 nm and 160 nm, respectively. In addition, as settings for particle diameter measurement, the particle refractive index was set to 1.81, and the particle shape was set to non-spherical. In addition, the background was measured using pure water, and the solvent refractive index was set to 1.33.
또한, 얻어진 분산액의 용매를 제거한 뒤, 실시예 2, 3에 관한 Cs0.33WOz 미립자의 결정자 직경을 측정한바, 각각 42㎚, 60㎚였다.In addition, after removing the solvent of the obtained dispersion, the crystallite diameters of the Cs 0.33 WO z microparticles of Examples 2 and 3 were measured, and were 42 nm and 60 nm, respectively.
얻어진 실시예 2, 3에 관한 Cs0.33WOz 미립자의 분산액과 순수를 혼합하고, Cs0.33WOz 미립자의 농도가 2질량%인 실시예 2에 관한 피복막 형성용 분산액 B 및, 실시예 3에 관한 피복막 형성용 분산액 C를 얻었다.The dispersions of Cs 0.33 WO z fine particles according to Examples 2 and 3 were mixed with pure water to obtain a coating film-forming dispersion B according to Example 2 having a concentration of 2 mass% of Cs 0.33 WO z fine particles and a coating film-forming dispersion C according to Example 3.
피복막 형성용 분산액 A 대신에, 피복막 형성용 분산액 B, C를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 조작을 함으로써, 실시예 2, 3에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말, 적외선 흡수 미립자 분산액, 적외선 흡수 미립자 분산분, 적외선 흡수 시트를 얻어, 실시예 1과 마찬가지 평가를 실시했다. 당해 제조 조건을 표 1, 평가 결과를 표 3에 나타낸다.By performing the same operation as Example 1, except that instead of the coating film-forming dispersion A, coating film-forming dispersions B and C were used, surface-treated infrared-absorbing fine particle powder, infrared-absorbing fine particle dispersion, infrared-absorbing fine particle dispersion powder, and infrared-absorbing sheet according to Examples 2 and 3 were obtained, and the same evaluation as Example 1 was performed. The manufacturing conditions are shown in Table 1, and the evaluation results are shown in Table 3.
[비교예 1][Comparative Example 1]
육방정 세슘텅스텐브론즈 분말 7질량%와 폴리아크릴레이트계 분산제 24질량%와 톨루엔 69질량%를 혼합하고, 얻어진 혼합액을, 0.3㎜φZrO2 비즈를 넣은 페인트 셰이커에 장전하고 4시간 분쇄·분산 처리하여, 비교예 1에 관한 피복막 형성용 분산액 D를 얻었다. 얻어진 피복막 형성용 분산액 D 중 적외선 흡수 미립자의 분산 입자경을 측정한바, 100㎚였다. 또한, 입경 측정의 설정으로서, 입자 굴절률은 1.81로 하고, 입자 형상은 비구형으로 했다. 또한, 백그라운드는 톨루엔을 사용하여 측정하고, 용매 굴절률은 1.50로 했다. 또한, 얻어진 분산액의 용매를 제거한 뒤, 결정자 직경을 측정한바 32㎚였다.7 mass% of hexagonal cesium tungsten bronze powder, 24 mass% of a polyacrylate-based dispersant, and 69 mass% of toluene were mixed, and the obtained mixture was charged into a paint shaker containing 0.3 mmφZrO 2 beads, and ground and dispersed for 4 hours to obtain a dispersion D for forming a coating film according to Comparative Example 1. The dispersed particle diameter of infrared absorbing fine particles in the obtained dispersion D for forming a coating film was measured to be 100 nm. In addition, as settings for the particle diameter measurement, the particle refractive index was set to 1.81, and the particle shape was non-spherical. In addition, the background was measured using toluene, and the solvent refractive index was set to 1.50. In addition, after the solvent of the obtained dispersion was removed, the crystallite diameter was measured to be 32 nm.
이어서, 이 피복막 형성용 분산액 D에 표면 처리제를 첨가하지 않고, 이대로 비교예 1에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액으로 했다. 당해 비교예 1에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액으로부터 진공 유동 건조에 의해 매질을 증발시켜서, 비교예 1에 관한 적외선 흡수 미립자 분산분을 얻었다.Next, the surface treatment agent was not added to the dispersion D for forming the coating film, and the infrared-absorbing fine particle dispersion according to Comparative Example 1 was prepared as is. The medium was evaporated from the infrared-absorbing fine particle dispersion according to Comparative Example 1 by vacuum fluidization drying, thereby obtaining the infrared-absorbing fine particle dispersion according to Comparative Example 1.
비교예 1에 관한 적외선 흡수 미립자 분산분과 폴리카르보네이트 수지를, 적외선 흡수 미립자의 농도가 0.075질량%가 되도록 드라이 블렌드했다. 얻어진 블렌드물을, 2축 압출기를 사용해서 290℃에서 혼련하고, T다이로부터 압출하고, 캘린더 롤법에 의해 0.75㎜ 두께의 시트재로 하여, 비교예 1에 관한 적외선 흡수 시트를 얻었다.The infrared absorbing particle dispersion and polycarbonate resin for Comparative Example 1 were dry blended so that the concentration of the infrared absorbing particles became 0.075 mass%. The obtained blend was kneaded at 290°C using a twin-screw extruder, extruded through a T-die, and formed into a 0.75 mm thick sheet material by a calendar roll method, thereby obtaining an infrared absorbing sheet for Comparative Example 1.
얻어진 비교예 1에 관한 적외선 흡수 시트의 광학 특성을 측정한바, 가시광 투과율이 79.2%, 일사 투과율이 48.4%, 헤이즈값은 1.0%였다.The optical properties of the infrared absorption sheet of Comparative Example 1 were measured, and the visible light transmittance was 79.2%, the solar transmittance was 48.4%, and the haze value was 1.0%.
얻어진 비교예 1에 관한 적외선 흡수 시트를 온도 85℃ 상대 습도 90%의 습열 분위기 중에 9일간 폭로 후, 광학 특성을 측정한바, 가시광 투과율이 81.2%, 일사 투과율이 52.6%, 헤이즈값은 1.2%였다. 습열 분위기 폭로에 의한 가시광 투과율의 변화량은 2.0%, 일사 투과율의 변화량은 4.2%가 되어, 실시예와 비교해서 큰 것을 알 수 있다. 또한, 헤이즈값의 변화량은 0.2%였다.The infrared absorbing sheet of Comparative Example 1 was exposed to a humid atmosphere of 85℃ and 90% relative humidity for 9 days, and the optical properties were measured. The visible light transmittance was 81.2%, the solar transmittance was 52.6%, and the haze value was 1.2%. The change in visible light transmittance due to exposure to a humid atmosphere was 2.0%, and the change in solar transmittance was 4.2%, which can be seen to be greater than in the examples. In addition, the change in haze value was 0.2%.
또한, 얻어진 비교예 1에 관한 적외선 흡수 시트를 온도 120℃의 대기 분위기 하에 30일간 폭로 후, 광학 특성을 측정한바, 가시광 투과율이 83.3%, 일사 투과율이 59.8%, 헤이즈값은 1.6%였다. 습열 분위기 폭로에 의한 가시광 투과율의 변화량은 4.1%, 일사 투과율의 변화량은 11.4%가 되어, 실시예와 비교해서 큰 것을 알 수 있다. 또한, 헤이즈값의 변화량은 0.6%였다.In addition, the infrared absorbing sheet of Comparative Example 1 obtained was exposed to an air atmosphere at a temperature of 120℃ for 30 days, and the optical properties were measured. The visible light transmittance was 83.3%, the solar transmittance was 59.8%, and the haze value was 1.6%. The change in visible light transmittance due to exposure to a moist heat atmosphere was 4.1%, and the change in solar transmittance was 11.4%, which can be seen to be greater than in the example. In addition, the change in haze value was 0.6%.
당해 제조 조건을 표 2, 평가 결과를 표 4에 나타낸다.The manufacturing conditions are shown in Table 2, and the evaluation results are shown in Table 4.
[비교예 2][Comparative Example 2]
실시예 1에 관한 피복막 형성용 분산액 A에 표면 처리제를 첨가하지 않고, 이대로 비교예 2에 관한 적외선 미립자 분산액으로 했다. 당해 비교예 2에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액으로부터 진공 유동 건조에 의해 매질을 증발시켜서, 비교예 2에 관한 적외선 흡수 미립자 분산분을 얻었다.A surface treatment agent was not added to the dispersion A for forming a coating film according to Example 1, and the dispersion was made into an infrared fine particle dispersion according to Comparative Example 2 as is. The medium was evaporated from the infrared-absorbing fine particle dispersion according to Comparative Example 2 by vacuum fluid drying, thereby obtaining an infrared-absorbing fine particle dispersion according to Comparative Example 2.
비교예 1에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말 대신에, 비교예 2에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말을 사용한 것 이외에는, 비교예 1과 마찬가지의 조작을 함으로써, 비교예 2에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액, 적외선 흡수 미립자 분산분, 적외선 흡수 시트를 얻어, 실시예 1과 마찬가지 평가를 실시했다. 당해 제조 조건을 표 2, 평가 결과를 표 4에 나타낸다.Except that the surface-treated infrared-absorbing fine particle powder of Comparative Example 2 was used instead of the surface-treated infrared-absorbing fine particle powder of Comparative Example 1, the same operation as Comparative Example 1 was performed to obtain an infrared-absorbing fine particle dispersion, an infrared-absorbing fine particle dispersion, and an infrared-absorbing sheet of Comparative Example 2, and the same evaluation as Example 1 was performed. The manufacturing conditions are shown in Table 2, and the evaluation results are shown in Table 4.
[비교예 3][Comparative Example 3]
Cs/W(몰비)=0.33의 육방정 세슘텅스텐브론즈(Cs0.33WOz) 분말(스미또모 긴조꾸 고잔 가부시키가이샤제 Y,M-01) 25질량%와 순수 75질량%를 혼합해서 얻어진 혼합액을, 0.3㎜φZrO2 비즈를 넣은 페인트 셰이커에 장전하여 10시간의 분쇄·분산 처리를 행하여, 비교예 3에 관한 Cs0.33WOz 미립자의 분산액을 얻었다.A mixture of 25 mass% of hexagonal cesium tungsten bronze (Cs 0.33 WO z ) powder (Y,M-01 manufactured by Sumitomo Metal Mineral Industry Co., Ltd.) having a Cs/W (molar ratio) of 0.33 and 75 mass% of pure water was mixed, and the resulting mixture was loaded into a paint shaker containing 0.3 mmφZrO 2 beads and subjected to pulverization and dispersion for 10 hours to obtain a dispersion of Cs 0.33 WO z fine particles according to Comparative Example 3.
얻어진 비교예 3에 관한 분산액 중 Cs0.33WOz 미립자의 분산 입자경을 측정한바, 100㎚였다. 또한, 입경 측정의 설정으로서, 입자 굴절률은 1.81로 하고, 입자 형상은 비구형으로 했다. 또한, 백그라운드는 순수를 사용하여 측정하고, 용매 굴절률은 1.33으로 했다.The dispersion particle size of Cs 0.33 WO z fine particles in the dispersion solution of Comparative Example 3 obtained was measured to be 100 nm. In addition, as the settings for particle size measurement, the particle refractive index was set to 1.81, and the particle shape was set to non-spherical. In addition, the background was measured using pure water, and the solvent refractive index was set to 1.33.
또한, 얻어진 분산액의 용매를 제거한 뒤, 비교예 3에 관한 Cs0.33WOz 미립자의 결정자 직경을 측정한바, 32㎚였다.In addition, after removing the solvent of the obtained dispersion, the crystallite diameter of the Cs 0.33 WO z microparticles of Comparative Example 3 was measured and found to be 32 nm.
얻어진 비교예 3에 관한 Cs0.33WOz 미립자의 분산액과 순수를 혼합하고, Cs0.33WOz 미립자의 농도가 2질량%인 비교예 3에 관한 피복막 형성용 분산액 E를 얻었다.The dispersion of Cs 0.33 WO z fine particles for Comparative Example 3 was mixed with pure water, and a dispersion E for forming a coating film for Comparative Example 3 having a concentration of Cs 0.33 WO z fine particles of 2 mass% was obtained.
피복막 형성용 분산액 A 대신에, 피복막 형성용 분산액 E를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 조작을 함으로써, 비교예 3에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말, 적외선 흡수 미립자 분산액, 적외선 흡수 미립자 분산분, 적외선 흡수 시트를 얻어, 실시예 1과 마찬가지 평가를 실시했다. 당해 제조 조건을 표 2, 평가 결과를 표 4에 나타낸다.By performing the same operation as in Example 1, except that the dispersion E for forming a coating film was used instead of the dispersion A for forming a coating film, a surface-treated infrared-absorbing fine particle powder, an infrared-absorbing fine particle dispersion, an infrared-absorbing fine particle dispersion, and an infrared-absorbing sheet for Comparative Example 3 were obtained, and the same evaluation as in Example 1 was performed. The manufacturing conditions are shown in Table 2, and the evaluation results are shown in Table 4.
[실시예 4][Example 4]
실시예 1에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말 10g을, 이소프로필알코올 23g, 테트라에톡시실란 16g, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 10g과 혼합해서 혼합액을 얻었다. 얻어진 혼합액을, 0.3㎜φZrO2 비즈를 넣은 페인트 셰이커에 장전해서 1시간 분쇄·분산 처리했다. 그 후, 0.1몰/리터의 질산 40g을 첨가하고, 온도 20℃에서 1시간 교반하여, 실시예 4에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액을 얻었다.10 g of the surface-treated infrared-absorbing fine particle powder of Example 1 was mixed with 23 g of isopropyl alcohol, 16 g of tetraethoxysilane, and 10 g of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane to obtain a mixture. The obtained mixture was loaded into a paint shaker containing 0.3 mmφZrO 2 beads, and ground and dispersed for 1 hour. Thereafter, 40 g of 0.1 mol/liter nitric acid was added, and the mixture was stirred at a temperature of 20°C for 1 hour to obtain an infrared-absorbing fine particle dispersion of Example 4.
또한, 테트라메톡시실란과 3-글리시독시프로필트리메톡시실란은, 실란계 알콕시드의 유리 코팅제이다.Additionally, tetramethoxysilane and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane are glass coating agents of silane alkoxides.
실시예 4에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액을, 두께 3㎜의 유리 기판 상에 바코터(이모또 세이사꾸쇼제 IMC-700)를 사용해서 도포하여 도포막을 형성했다. 이 도포막을 150℃에서 30분간 가열해서 코팅층을 형성시켜서, 실시예 4에 관한 적외선 흡수 기재를 얻었다. 또한, 코팅층의 막 두께를 측정한바, 3㎛였다.The infrared absorbing fine particle dispersion according to Example 4 was applied onto a glass substrate having a thickness of 3 mm using a bar coater (IMC-700 manufactured by Imoto Seisakusho) to form a coating film. The coating film was heated at 150°C for 30 minutes to form a coating layer, thereby obtaining an infrared absorbing substrate according to Example 4. In addition, the film thickness of the coating layer was measured and found to be 3 μm.
실시예 4에 관한 적외선 흡수 기재의 광학 특성을 측정한바, 가시광 투과율이 79.5%, 일사 투과율이 46.7%, 헤이즈는 0.7%였다.The optical properties of the infrared absorbing substrate for Example 4 were measured, and the visible light transmittance was 79.5%, the solar radiation transmittance was 46.7%, and the haze was 0.7%.
얻어진 실시예 4에 관한 적외선 흡수 기재를, 온도 85℃ 상대 습도 90%의 습열 분위기 중에 9일간 폭로 후, 광학 특성을 측정한바, 가시광 투과율이 81.6%, 일사 투과율이 50.0%, 헤이즈는 0.7%였다. 습열 분위기 폭로에 의한 가시광 투과율의 변화량은 2.1%, 일사 투과율의 변화량은 3.3%로 어느 쪽이나 작고, 또한 헤이즈는 변화하지 않았다.The infrared absorbing substrate of Example 4 thus obtained was exposed to a humid atmosphere at a temperature of 85°C and a relative humidity of 90% for 9 days, and the optical properties were measured to show that the visible light transmittance was 81.6%, the solar transmittance was 50.0%, and the haze was 0.7%. The change in the visible light transmittance due to exposure to the humid atmosphere was 2.1%, and the change in the solar transmittance was 3.3%, both of which were small, and the haze did not change.
또한, 얻어진 실시예 4에 관한 적외선 흡수 기재를 온도 120℃의 대기 분위기 하에 30일간 폭로 후, 광학 특성을 측정한바, 가시광 투과율이 80.7%, 일사 투과율이 48.3%, 헤이즈값은 0.7%였다. 습열 분위기 폭로에 의한 가시광 투과율의 변화량은 1.2%, 일사 투과율의 변화량은 1.6%가 되어, 어느 쪽이나 작고, 또한 헤이즈는 변화하지 않았다.In addition, the optical properties of the infrared absorbing substrate of Example 4 obtained were measured after exposing it to an air atmosphere at a temperature of 120°C for 30 days, and the visible light transmittance was 80.7%, the solar transmittance was 48.3%, and the haze value was 0.7%. The change in visible light transmittance due to exposure to a moist heat atmosphere was 1.2%, and the change in solar transmittance was 1.6%, both of which were small, and the haze did not change.
당해 제조 조건을 표 5에, 평가 결과를 표 6에 나타낸다.The manufacturing conditions are shown in Table 5, and the evaluation results are shown in Table 6.
[비교예 4][Comparative Example 4]
실시예 4에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말 대신에, 비교예 3에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말을 사용한 것 이외에는, 실시예 4와 마찬가지의 조작을 함으로써, 비교예 4에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액, 적외선 흡수 기재를 얻어, 실시예 4와 마찬가지 평가를 실시했다. 당해 제조 조건을 표 5, 평가 결과를 표 6에 나타낸다.By performing the same operation as in Example 4, except that the surface-treated infrared-absorbing fine particle powder of Comparative Example 3 was used instead of the surface-treated infrared-absorbing fine particle powder of Example 4, an infrared-absorbing fine particle dispersion and an infrared-absorbing base material of Comparative Example 4 were obtained, and the same evaluation as in Example 4 was performed. The manufacturing conditions are shown in Table 5, and the evaluation results are shown in Table 6.
[비교예 5][Comparative Example 5]
비교예 4에 관한 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말 대신에, 비교예 2에 관한 적외선 흡수 미립자 분산분을 사용한 것 이외에는, 비교예 4와 마찬가지의 조작을 함으로써, 비교예 5에 관한 적외선 흡수 미립자 분산액, 적외선 흡수 기재를 얻어, 실시예 4와 마찬가지 평가를 실시했다. 당해 제조 조건을 표 5, 평가 결과를 표 6에 나타낸다.Except that the infrared-absorbing fine particle dispersion of Comparative Example 2 was used instead of the surface-treated infrared-absorbing fine particle powder of Comparative Example 4, the same operation as Comparative Example 4 was performed to obtain an infrared-absorbing fine particle dispersion and an infrared-absorbing base material of Comparative Example 5, and the same evaluation as Example 4 was performed. The manufacturing conditions are shown in Table 5, and the evaluation results are shown in Table 6.
이상의 결과로부터, 실시예 1 내지 3에 관한 적외선 흡수 시트나 실시예 4에 관한 적외선 흡수 기재는 저헤이즈이기 때문에, 시인성이 우수하고, 내습열성과 내열성도 우수한 것을 확인할 수 있었다.From the above results, it was confirmed that the infrared absorbing sheets according to Examples 1 to 3 and the infrared absorbing substrate according to Example 4 had excellent visibility and excellent moisture and heat resistance because they had low haze.
한편, 비교예 1 내지 3에 관한 적외선 흡수 시트나 비교예 4, 5에 관한 적외선 흡수 기재는, 시인성, 내습열성, 내열성의 어느 것을 충족시키지 않고, 시장의 요구를 충족시키지 않는 것을 확인할 수 있었다.Meanwhile, it was confirmed that the infrared absorbing sheets of Comparative Examples 1 to 3 and the infrared absorbing substrates of Comparative Examples 4 and 5 did not satisfy any of the requirements of visibility, moisture resistance, and heat resistance, and did not satisfy the needs of the market.
Claims (14)
금속 킬레이트 화합물의 가수분해 생성물, 금속 킬레이트 화합물의 가수분해 생성물의 중합물, 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물, 및 금속 환상 올리고머 화합물의 가수분해 생성물의 중합물에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 피복막으로 피복되어 있는 표면 처리 적외선 흡수 미립자를 포함하고,
상기 적외선 흡수 미립자가, 일반식 WyOz(단, W는 텅스텐, O는 산소, 2.2≤z/y≤2.999), 또는/및 일반식 MxWyOz(단, M은 H, He, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 희토류 원소, Mg, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, B, F, P, S, Se, Br, Te, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re, Be, Hf, Os, Bi, I, Yb 중에서 선택되는 1종류 이상의 원소, W는 텅스텐, O는 산소, 0.001≤x/y≤1, 2.0≤z/y≤3.0)로 표기되고,
상기 금속 킬레이트 화합물 또는 상기 금속 환상 올리고머 화합물이, Al, Zr, Ti, Si, Zn에서 선택되는 1종류 이상의 금속 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말.The surface of infrared absorbing fine particles having a crystal diameter of 42 nm or more,
Comprising surface-treated infrared absorbing fine particles coated with a coating film comprising at least one selected from a hydrolysis product of a metal chelate compound, a polymer of a hydrolysis product of a metal chelate compound, a hydrolysis product of a metal cyclic oligomer compound, and a polymer of a hydrolysis product of a metal cyclic oligomer compound,
The above infrared absorbing fine particles are expressed by a general formula WyOz (wherein W is tungsten, O is oxygen, 2.2≤z/y≤2.999), or/and a general formula MxWyOz (wherein M is at least one element selected from H, He, alkali metal, alkaline earth metal, rare earth element, Mg, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, B, F, P, S, Se, Br, Te, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re, Be, Hf, Os, Bi, I, Yb, W is tungsten, O is oxygen, 0.001≤x/y≤1, 2.0≤z/y≤3.0),
A surface-treated infrared absorbing fine particle powder, characterized in that the metal chelate compound or the metal ring oligomer compound contains one or more metal elements selected from Al, Zr, Ti, Si, and Zn.
상기 코팅층은, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 표면 처리 적외선 흡수 미립자 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 흡수 기재.An infrared absorbing substrate having a coating layer on at least one side of one or more substrates,
An infrared absorbing substrate, characterized in that the coating layer comprises the surface-treated infrared absorbing fine particle powder described in any one of claims 1 to 3.
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Legal Events
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20240313 Patent event code: PE09021S01D |
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